第四章｜流程控制：让程序学会思考与循环

📌 引言：程序也需要“大脑”

到目前为止，我们写的代码都是“直肠子”——从上到下一条线执行，像机器人一样机械。但现实世界哪有这么简单？

• 如果明天天气好，我就去爬山；否则在家打游戏。
• 每天都要吃饭，但吃什么得看心情。
• 直到学会为止，反复练习。

流程控制就是给程序装上“大脑”，让它能：

• 判断：根据不同情况走不同分支（if-elif-else）
• 重复：反复执行某段任务（循环）
• 跳过或终止：遇到特殊情况及时处理（break/continue）
• 预留空位：有些地方以后再说（pass）

本章我们将彻底掌握 Python 的流程控制，让你的程序真正活起来。

一、条件判断：if-elif-else

1️⃣ 基本语法

if 条件1:
# 条件1为真时执行的代码块
elif 条件2:
# 条件2为真时执行的代码块
else:
# 以上条件都不满足时执行

关键点：

• 每个条件后面都有冒号 :
• 代码块必须缩进（通常4个空格）
• elif 和 else 可选
• 一旦某个条件为真，执行完对应代码块后就会跳过剩余判断

示例：年龄分级

age = 18
if age < 12:
print("小朋友")
elif age < 18:
print("青少年")
elif age < 60:
print("成年人")
else:
print("老年人")

2️⃣ 条件表达式（三元运算符）

Python 支持一行写完的简单 if-else：

value = 10
result = "大于5" if value > 5 else "不大于5"
print(result) # 大于5

语法：表达式1 if 条件 else 表达式2
适合简单的二选一赋值，别写复杂了（否则别人看不懂）。

3️⃣ 嵌套 if

if 里面可以再套 if，但要注意缩进：

x = 10
if x > 0:
print("正数")
if x % 2 == 0:
print("而且是偶数")
else:
print("非正数")

⚠️ 不要嵌套太深（超过3层代码就臭了）。后续可以用逻辑运算符 and、or 简化。

4️⃣ 布尔值隐式转换

Python 在判断条件时，会尝试把条件转换为布尔值。以下值被视为 False：

• None
• False
• 0（整数0，浮点0.0）
• 空序列/集合：'', [], (), {}, set(), range(0)
• 自定义类如果定义了 __bool__() 或 __len__() 返回 False

其他值都是 True。

name = input("输入名字：")
if name: # 如果字符串非空
print(f"你好，{name}")
else:
print("你好，匿名用户")

🧠 冷知识：if 可以没有条件吗？

不能。但可以用 if True: 创造永真块，或者 if False: 临时注释代码块（不推荐，不如用注释）。

二、循环：重复的力量

1️⃣ while 循环：直到条件不满足

count = 1
while count <= 5:
print(f"第{count}次循环")
count += 1

死循环（无限循环）

while True:
print("停不下来啦！")
# 记得用 break 跳出

示例：猜数字游戏

import random
secret = random.randint(1, 100)
guess = None
while guess != secret:
guess = int(input("猜一个1-100的数字："))
if guess < secret:
print("小了")
elif guess > secret:
print("大了")
print("恭喜你猜对了！")

2️⃣ for 循环：遍历一切可迭代对象

Python 的 for 循环是迭代器循环，可以遍历任何可迭代对象（列表、字符串、字典、文件、range 等）。

遍历列表

fruits = ["苹果", "香蕉", "橙子"]
for fruit in fruits:
print(fruit)

遍历字符串

for char in "Python":
print(char)

遍历字典

person = {"name": "Alice", "age": 25, "city": "北京"}
for key in person: # 遍历键
print(key, person[key])

for value in person.values(): # 遍历值
print(value)

for key, value in person.items(): # 同时遍历键和值
print(f"{key}: {value}")

range()：生成数字序列

for i in range(5): # 0,1,2,3,4
print(i)

for i in range(2, 8): # 2,3,4,5,6,7
print(i)

for i in range(1, 10, 2): # 1,3,5,7,9
print(i)

enumerate()：同时获取索引和值

fruits = ["苹果", "香蕉", "橙子"]
for index, fruit in enumerate(fruits):
print(f"{index}: {fruit}")

3️⃣ break 和 continue：循环的“刹车”和“跳过”

break：立即跳出整个循环

for i in range(10):
if i == 5:
break
print(i) # 输出 0 1 2 3 4

continue：跳过本次迭代，进入下一次

for i in range(10):
if i % 2 == 0: # 偶数跳过
continue
print(i) # 输出奇数：1 3 5 7 9

示例：用 break 优化素数判断

n = 17
is_prime = True
for i in range(2, int(n**0.5) + 1):
if n % i == 0:
is_prime = False
break # 一旦发现能整除，立即跳出，不用继续试
print(f"{n}是素数？{is_prime}")

4️⃣ 循环的 else 子句：循环“自然结束”时执行

这是 Python 独有的特性（很多语言没有）。当循环没有被 break 中断，正常结束后会执行 else 块。

while-else 示例

n = 5
while n > 0:
print(n)
n -= 1
else:
print("倒计时结束！")

for-else 示例（常用）

numbers = [2, 4, 6, 8]
for num in numbers:
if num % 2 != 0:
print("发现奇数")
break
else:
print("全是偶数") # 因为没 break，会执行这里

经典用法：在循环中查找元素，如果找到就 break，没找到则执行 else 处理未找到的情况。

🧠 冷知识：for 循环比 while 快？

在遍历序列时，for 通常比手动的 while 索引更快，因为 for 底层直接使用迭代器，减少了属性查找。但性能差异一般不大，选可读性高的即可。

三、占位符 pass：啥也不干，但合法

Python 中不能有空的代码块（比如空的 if 块会报错）。如果你还没想好怎么写，可以用 pass 占个位置。

if condition:
pass # 等会再实现
else:
print("干活")

def my_function():
pass # 先定义函数，后面再写实现

class MyClass:
pass # 空类

pass 就是一句“这里啥也没有”，程序执行它就直接跳过。

四、模式匹配 match-case（Python 3.10+）

从 Python 3.10 开始，引入了类似其他语言 switch 的 match 语句，但更强大，支持模式匹配。

1️⃣ 基本语法

match 值:
case 模式1:
# 匹配模式1时执行
case 模式2:
# 匹配模式2时执行
case _:
# 默认分支（类似 else）

注意：

• 不需要 break，匹配到第一个分支后自动退出
• 下划线 _ 是通配符，匹配任何值

示例：简单的 HTTP 状态码

status = 404
match status:
case 200:
print("OK")
case 404:
print("Not Found")
case 500:
print("Internal Server Error")
case _:
print("未知状态")

2️⃣ 匹配字面量和变量

point = (0, 0)
match point:
case (0, 0):
print("原点")
case (0, y):
print(f"在 Y 轴上，y={y}")
case (x, 0):
print(f"在 X 轴上，x={x}")
case (x, y):
print(f"坐标为 ({x}, {y})")
case _:
print("不是二维点")

这里的 x、y 是变量，会从匹配的值中提取。

3️⃣ 守卫条件（if）

可以在模式后加 if 条件进一步筛选：

match value:
case int(x) if x > 0:
print(f"正整数 {x}")
case int(x):
print(f"非正整数 {x}")
case str(s):
print(f"字符串 {s}")

4️⃣ 匹配多个模式（用 |）

match day:
case "周六" | "周日":
print("周末")
case "周一" | "周二" | "周三" | "周四" | "周五":
print("工作日")

🧠 冷知识：match-case 不只是“开关”

它可以解包元组、列表、字典，甚至可以匹配对象属性，非常强大。但初学者先掌握基本用法即可，深入的模式匹配（如类模式、映射模式）可以以后再看。

✅ 本章总结

流程控制是程序的“灵魂”。现在你的程序已经能思考、能重复、能处理异常情况了。

🚀 下集预告

下一章我们将进入编程的核心——函数。学会把重复代码打包，实现“一次编写，到处调用”。你还会学到参数传递、作用域、递归等概念。准备好让代码变得模块化了吗？

记得动手写几个小程序巩固本章知识，比如：

• 猜数字游戏（while、if）
• 打印九九乘法表（for 嵌套）
• 用 for-else 判断一个列表是否全是正数
• 用 match-case 写一个简单的计算器

代码写多了，流程控制就会像呼吸一样自然！💨