1.4 Python 控制流

Python 关键字说明

Python 关键字是 Python 语言中具有特殊含义的保留字，不能用作变量名、函数名等标识符。以下是 Python 的关键字列表：

>>> import keyword
>>> keyword.kwlist
['False', 'None', 'True', 'and', 'as', 'assert', 'async', 'await', 'break', 'class', 'continue', 'def', 'del', 'elif', 'else', 'except', 'finally', 'for', 'from', 'global', 'if', 'import', 'in', 'is', 'lambda', 'nonlocal', 'not', 'or', 'pass', 'raise', 'return', 'try', 'while', 'with', 'yield']

关键字分类说明：

1. 布尔值相关：

   • True：表示真
   • False：表示假
   • None：表示空值

2. 逻辑运算相关：

   • and：逻辑与
   • or：逻辑或
   • not：逻辑非

3. 条件控制相关：

   • if：如果
   • elif：否则如果
   • else：否则

4. 循环控制相关：

   • for：for循环
   • while：while循环
   • break：跳出循环
   • continue：继续下一次循环

5. 函数定义相关：

   • def：定义函数
   • return：返回函数值
   • yield：生成器函数返回值
   • lambda：定义匿名函数

6. 类定义相关：

   • class：定义类

7. 异常处理相关：

   • try：尝试执行
   • except：捕获异常
   • finally：最终执行
   • raise：抛出异常
   • assert：断言

8. 模块导入相关：

   • import：导入模块
   • from：从模块导入
   • as：给导入的模块或对象起别名

9. 变量作用域相关：

   • global：声明全局变量
   • nonlocal：声明非局部变量

10. 其他操作符：

    • in：判断是否在序列中
    • is：判断是否是同一个对象
    • del：删除对象
    • pass：空操作，占位符

11. 异步编程相关：

    • async：定义异步函数
    • await：等待异步操作完成

12. 上下文管理相关：

    • with：上下文管理器

1.3.1 条件控制语句

1. if-elif-else 条件判断

条件控制语句用于根据不同的条件执行不同的代码块。

# 基本语法结构（如果条件1成立执行代码块1，否则如果条件2成立执行代码块2，否则执行代码块3）
# 根据缩进区分代码块，不需要像shell一样，有if要有对应的fi
if condition1:
    block1
elif condition2:
    block2
else:
    block3

# 示例：成绩等级判断
# coding=utf-8
# author: sre

def get_grade(score):
    if score >= 90:
        return 'A'
    elif score >= 80:
        return 'B'
    elif score >= 70:
        return 'C'
    elif score >= 60:
        return 'D'
    else:
        return 'F'

def main():
    score = int(input("Enter your score: "))
    grade = get_grade(score)
    print(f"Your grade is: {grade}")

if __name__ == "__main__":
    main()

2. 条件表达式（三元运算符）

# 语法：value_if_true if condition else value_if_false（如果条件成立返回前面的值，否则返回后面的值）
# 示例：判断奇偶
# coding=utf-8
# author: sre
resoult = "odd" if int(input("Enter a number: ")) % 2 else "even"
print(f"The number is {resoult}.")

3. match-case 模式匹配（Python 3.10+）

# 语法结构（根据值的不同匹配不同的模式，执行对应的代码块）
match value:
    case pattern1:
        block1
    case pattern2:
        block2
    case _:  # 默认情况
        default_block

# 示例：季节活动
def get_season_activity(season):
    match season:
        case "spring":
            return "适合踏青赏花"
        case "summer":
            return "适合游泳避暑"
        case "autumn":
            return "适合登山赏叶"
        case "winter":
            return "适合滑雪泡温泉"
        case _:
            return "未知季节"

1.3.2 循环语句

1. while 循环

# 基本语法（当条件为真时，重复执行代码块）
while condition:
    block

# coding=utf-8
# author: sre
# 累加运算器
def factorial(n):
    result = 0
    current = 0
    while current <= n:
        result = current + result
        current = current + 1
    return result

def main():
    n = int(input("请输入一个整数: "))
    result = factorial(n)
    print(f"从 0 到 {n} 的累加和是: {result}")

if __name__ == "__main__":
    main()

2. for 循环

# 基本语法（遍历可迭代对象中的每个元素，执行代码块）
for item in iterable:
    block

# coding=utf-8
# author: sre
def print_even_numbers(numbers):
    """
    打印列表中的偶数数字
    :param numbers: 数字列表
    """
    for num in numbers:
        if num % 2 == 0:  # 判断是否是偶数
            print(f"{num} is an even number!")

def main():
    numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
    print_even_numbers(numbers)

if __name__ == "__main__":
    main()   

3. 循环控制语句

• break：跳出当前循环
• continue：跳过当前循环的剩余部分，继续下一次循环
• else：当循环正常完成时执行（不是通过break退出）

# 示例：查找第一个偶数
def find_first_even(numbers):
    for num in numbers:
        if num % 2 == 0:
            print(f"Found first even number: {num}")
            break
    else:
        print("No even number found")

1.3.3 异常处理

1. try-except 异常捕获

try-except 的存在意义在于处理程序运行时可能出现的异常，以确保程序不会因为一个错误而崩溃，保持程序的健壮性和容错能力。

# 基本语法（尝试执行可能出错的代码，如果发生异常则执行异常处理代码）
try:
    block
except ExceptionType:
    handle_exception

# 示例：安全转换整数
def safe_int_convert(s):
    try:
        result = int(s)
        return result
    except ValueError:
        print(f"Cannot convert '{s}' to integer")
        return None
    except Exception as e:
        print(f"Unknown error: {str(e)}")
        return None
def main():
    user_input = input("请输入一个整数: ")
    converted_value = safe_int_convert(user_input)
    if converted_value is not None:
        print(f"转换后的整数是: {converted_value}")
    else:
        print("转换失败")
if __name__ == "__main__":
    main()

2. try-except-else-finally 完整异常处理

# 示例：文件操作（try尝试执行，except捕获异常，else执行成功时运行，finally无论是否异常都会执行）
def read_file(filename):
    file = None
    try:
        file = open(filename, 'r', encoding='utf-8')
        content = file.read()
    except FileNotFoundError as e:
        print(f"File not found: {str(e)}")
        return None
    except IOError as e:
        print(f"File read error: {str(e)}")
        return None
    else:
        print("File read successfully")
        return content
    finally:
        if file:
            file.close()
            print("File closed")

1.3.4 上下文管理（with语句）

# 基本语法（自动管理资源的获取和释放，确保资源正确关闭）
with context_manager:
    block

# 示例：文件写入
def write_file(filename, content):
    with open(filename, 'w', encoding='utf-8') as f:
        f.write(content)
        print("File written successfully")

1.3.5 控制流最佳实践

1. 条件语句使用建议：

   • 使用清晰的条件表达式
   • 避免过多的嵌套
   • 优先使用 elif 而不是多个 if
   • 合理使用 match-case 处理多分支

2. 循环语句使用建议：

   • 使用 for 循环处理已知的集合
   • 使用 while 循环处理不确定次数的循环
   • 避免死循环
   • 合理使用 break 和 continue

3. 异常处理建议：

   • 只捕获预期的异常
   • 使用具体的异常类型
   • 保持异常处理代码简洁
   • 确保资源正确释放

4. 上下文管理建议：

   • 优先使用 with 语句
   • 实现自定义上下文管理器
   • 确保资源正确释放

5. 通用编程建议：

   • 保持代码简洁清晰
   • 添加必要的注释说明
   • 使用有意义的变量名
   • 遵循 Python 编码规范
   • 编写单元测试