牛逼！Python的判斷、循環(huán)和各種表達(dá)式（長文系列第②篇）
流程控制是python語法很重要的一個(gè)分支，主要包括我們經(jīng)常用到的判斷語句、循環(huán)語句以及各種表達(dá)式，這也是上一篇文章沒有介紹表達(dá)式的原因，在這篇文章中會(huì)更加系統(tǒng)全面的講解這三方面的基礎(chǔ)知識(shí)。
判斷語句(if)
判斷語句中最有名的應(yīng)該就是if-else的組合，并且很多語言都通用這種格式，但是對(duì)于elif而言，不同語言表達(dá)形式可能會(huì)不同：
In [1]: x = 5
In [2]: if x>0:
...: print('正整數(shù)')
...: elif x<0:
...: print('負(fù)整數(shù)')
...: else:
...: print('零')
...:
正整數(shù)
一組判斷語句可能會(huì)有零到多個(gè) elif 部分，else 是可選的。關(guān)鍵字 elif 是 else if 的縮寫，由于python對(duì)縮進(jìn)的要求很嚴(yán)格，而這種寫法恰巧可以有效地避免過深的縮進(jìn)。if ... elif ... elif ... 序列用于替代其它語言中的 switch 或 case 語句。
循環(huán)語句
1、for循環(huán)
如果C語言是你最熟悉的需要，要注意python和C語言中的for語句表達(dá)形式完全不同。Python 的 for 語句依據(jù)任意序列(字符串、列表)中的子項(xiàng)，按照它們?cè)谛蛄兄械捻樞騺磉M(jìn)行迭代。
In [3]: str1 = 'mao'
In [4]: for i in str1:
...: print(i)
...:
m
a
o
對(duì)列表的循環(huán)與字符串幾乎一致，只是子項(xiàng)不同。
In [5]: list1 = ['a','aa','aaa']
In [6]: for i in list1:
...: print(i,len(i))
...:
a 1
aa 2
aaa 3
for語句與range函數(shù)結(jié)合是一種很常見的組合，range函數(shù)主要提供一個(gè)數(shù)值序列。
In [8]: for j in range(len(list1)):
...: print(j,list1[j])
...:
0 a
1 aa
2 aaa
range提供的數(shù)值索引方式可以參考列表的切片，同樣默認(rèn)以0開始，且不包括最后一位，上面這種場合利用enumerate()函數(shù)表達(dá)會(huì)更加簡單。
In [9]: for i,v in enumerate(list1):
...: print(i,v)
...:
0 a
1 aa
2 aaa
2、while語句
In [10]: i = 1
In [11]: list2 = []
In [12]: while i<=5:
...: list2.append(i)
...: i+=1
In [14]: list2
Out[14]: [1, 2, 3, 4, 5]
3、break、continue、pass
break語句的作用就是用來跳出一個(gè)for或while循環(huán)。
In [15]: for i in range(0,5):
...: if i == 3:
...: break
...: else:
...: print(i)
0
1
2
可以看到在for循環(huán)中加了一個(gè)判斷語句，當(dāng)i等于3時(shí)會(huì)跳出for循環(huán)，不再繼續(xù)執(zhí)行，輸出與語義符合。
continue語句的作用就是表示繼續(xù)執(zhí)行下一次迭代，可以結(jié)合判斷語句使用，在什么條件下繼續(xù)執(zhí)行，或者什么條件下跳出循環(huán)。
In [20]: for i in range(2,7):
...: if i%2==0:
...: print('An even number',i)
...: continue
...: if i>4:
...: print('beyond 4')
...: break
...:
An even number 2
An even number 4
beyond 4
pass語句主要起到一個(gè)占位的作用，而有的語句后面是不能為空的，比如if、for、while，可以利用pass占位，不會(huì)發(fā)生報(bào)錯(cuò)。
In [1]: while True:
...: pass
迭代器、生成器
我們通常接觸到的迭代器有序列，比如字符串、列表等等，利用iter()方法可以構(gòu)建一個(gè)迭代器，與之匹配的next()方法可以迭代返回迭代器內(nèi)的值，并將返回值彈出迭代器。
In [1]: it = iter('python')
In [2]: print(it)
<str_iterator object at 0x00000187ADA75A00>
In [3]: next(it)
Out[3]: 'p'
In [4]: next(it)
Out[4]: 'y'
當(dāng)next方法迭代到最后一個(gè)值時(shí)，繼續(xù)調(diào)用next方法會(huì)彈出報(bào)錯(cuò)。當(dāng)然也可以利用for循環(huán)迭代輸出：
In [6]: for i in it:
...: print(i)
t
h
o
n
如果你深入了解Python之后會(huì)發(fā)現(xiàn)生成器用起來會(huì)更加方便，結(jié)合函數(shù)即可。生成器的關(guān)鍵字為yield，生成器也具有next()方法，并且可以利用for循環(huán)迭代輸出。
In [8]: def reverse(data):
...: for i in range(len(data)-1,-1,-1):
...: yield data[i]
In [9]: gen = reverse('mao')
In [10]: print(gen)
<generator object reverse at 0x00000187AD99FDD0>
In [11]: next(gen)
Out[11]: 'o'
In [12]: for i in gen:
...: print(i)
a
m
用小括號(hào)括起來的一個(gè)表達(dá)式可以用來創(chuàng)建一個(gè)生成器，下面將講述如何來書寫各種的表達(dá)式。
In [14]: gen2 = (i for i in range(0,5))
In [15]: print(gen2)
<generator object <genexpr> at 0x00000187ADA18D60>
表達(dá)式
列表表達(dá)式
各種表達(dá)式為我們創(chuàng)建相關(guān)數(shù)據(jù)類型提供了一種更加簡單的方法，首先是列表表達(dá)式，普通的方法是通過將一些操作應(yīng)用于序列的每個(gè)成員并通過返回的元素創(chuàng)建列表，或者通過滿足特定條件的元素創(chuàng)建子序列。比如我們想獲取10以內(nèi)的平方數(shù)，利用普通方法如下：
In [16]: squares = []
In [17]: for i in range(10):
...: squares.append(i ** 2)
In [18]: squares
Out[18]: [0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]
但一行語句就足以囊括上面的內(nèi)容，可見列表表達(dá)式的簡潔性。
In [20]: squares = [x**2 for x in range(10)]
In [21]: squares
Out[21]: [0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]
上面這個(gè)列表表達(dá)式應(yīng)該是比較簡單的，我們還可以在表達(dá)式中加入判斷語句作為篩選條件。
In [22]: list2 = [x*2 for x in range(10) if x*2>3]
In [23]: list2#0和2被過濾掉了
Out[23]: [4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18]
進(jìn)一步可以結(jié)合兩個(gè)列表的元素組成一個(gè)列表表達(dá)式:
In [24]: list3 = [(x,y) for x in [1,2] for y in [2,3]if x!=y]
In [25]: list3
Out[25]: [(1, 2), (1, 3), (2, 3)]
在復(fù)雜一點(diǎn)的列表表達(dá)式就是嵌套類型的，但是這樣的表達(dá)式缺點(diǎn)就是可讀性不太好，因?yàn)槟阈枰ニ伎妓囊恍┘?xì)節(jié)，比如將一個(gè)23的矩陣轉(zhuǎn)變?yōu)?2的矩陣。
In [28]: mat = [[1,2,3],[4,5,6]]
In [29]: list3 = [[row[i] for row in mat] for i in range(3)]
In [31]: list3
Out[31]: [[1, 4], [2, 5], [3, 6]]
集合表達(dá)式
集合表達(dá)式與列表表達(dá)式有兩處不同：
1、集合表達(dá)式需要用{} 2、集合表達(dá)式返回的是集合，所以會(huì)對(duì)元素去重
In [32]: set1 = {i for i in 'abcdddddd' if i not in 'abc'}
In [33]: set1
Out[33]: {'d'}
可以看到for語句中的字符串原本有很多d，經(jīng)過條件過濾和集合去重最后只剩下了一個(gè)。
當(dāng)然也可以通過set()方法將一個(gè)列表表達(dá)式轉(zhuǎn)換為集合的形式。
In [34]: set2 = set([(x,y) for x in range(2) for y in range(2)])
In [35]: set2
Out[35]: {(0, 0), (0, 1), (1, 0), (1, 1)}
字典表達(dá)式
字典是python中很常用的一種數(shù)據(jù)類型，所以字典表達(dá)式也顯得尤為重要。字典表達(dá)式同樣也用{}構(gòu)建，只不過表達(dá)式還要用(key:value對(duì))的形式。
In [36]: dict1 = {x:x**2 for x in range(1,4)}
In [37]: dict1
Out[37]: {1: 1, 2: 4, 3: 9}
字典表達(dá)式也可以結(jié)合一些方法、語句實(shí)現(xiàn)更多的功能。
In [38]: dict2 = {x:len(x) for x in ['aa','bb','ccc']}
In [39]: dict2
Out[39]: {'aa': 2, 'bb': 2, 'ccc': 3}
利用items()方法很容易實(shí)現(xiàn)鍵值對(duì)轉(zhuǎn)換，不過需要注意字典的鍵需要唯一。
In [40]: dict3 = {v:k for k,v in dict2.items()}
In [41]: dict3
Out[41]: {2: 'bb', 3: 'ccc'}
通過上面幾個(gè)例子可以看到，表達(dá)式是由包含一個(gè)表達(dá)式的括號(hào)組成，表達(dá)式后面會(huì)跟一個(gè)for語句，之后還可以跟零或者多個(gè)for或if語句，結(jié)果最終會(huì)返回一個(gè)指定的數(shù)據(jù)類型，其中的元素是通過表達(dá)式依據(jù)后面的for和if語句計(jì)算而得出的。
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