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關於這個系列
《最值得收藏的python3語法彙總》，是我爲了準備公衆號“跟哥一起學python”上面視頻教程而寫的課件。整個課件將近200頁，10w字，幾乎囊括了python3所有的語法知識點。
你可以關注這個公衆號“跟哥一起學python”，獲取對應的視頻和實例源碼。
這是我和幾位老程序員一起維護的個人公衆號，全是原創性的乾貨編程類技術文章，歡迎關注。
“數據”和“邏輯”是編程的兩個基本核心問題，高級編程語言的語法就是圍繞這兩個問題展開的。前面我們講的數據類型，就是解決“數據”的表達和處理問題。這一節我們要開始學習python語法中的控制語句，它要解決的是代碼“邏輯”問題。
發明編程語言的科學家，抽象出了兩大基本“邏輯”：條件控制邏輯和循環控制邏輯，並且設計了一套語法來實現它，這就是編程語言的控制語句。
1、條件控制語句
Python通過if語句來表達條件控制，一個最簡單的if控制語句如下：
if condition_expr:
inside_statement_block
condition_expr：是一個條件表達式。它可以是一個bool類型的值，也可以是一個可以轉換爲bool類型的值或者表達式。
inside_statement_block：是if語句內部的執行代碼塊，可以是空語句（pass），單行語句或者多行語句。當condition_expr爲True時，將執行這些語句。
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python的縮進規則
大家注意到：上面代碼中，inside_statement_block是比if那行語句向右縮進了4個空格。這個縮進（indent）並不是爲了代碼的美觀，而是其語法規則的一部分，這是python語法比較有特色的地方。其它編程語言，比如C\JAVA，都普遍採用{}大括號來表達語句的作用域。而python則採用了縮進來達到這個目的。
大家看看下面的例子對比：
// C語言
void main(void)
{
Statement
Statement
…
if (cond)
{
Statement
Statement
…
}
statement
}
# python語言
def func(xxx):
statement
...
if cond:
statement
statement
...
statement
...
C語言是通過{}大括號來表達語句的作用域，比如我們將同屬一個函數main的語句用{}括起來。縮進規則不是C語言的語法規則，不縮進C也能正常編譯運行。縮進規則只是C語言的一個編程規範，是爲了代碼的美觀，提高可讀性。
Python是通過縮進的層次來決定作用域的，相同縮進層次的語句屬於同一作用域。比如def一個函數裏面的語句，必須採用相同的縮進層次。爲了代碼的可讀性，我們習慣性要求採用4個空格作爲一個縮進層次，如果你習慣了使用tab製表符來縮進，可以設置IDE將tab自動替換爲4個空格。如下圖是pycharm的設置方式：
實際上，不同的IDE對tab符號的顯示不一致。爲了提高代碼可讀性，4空格縮進幾乎是所有公司對編程語言的開發規範。作爲一個合格程序員，需要養成良好的編程習慣。
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實例1：
# author: Tiger， wx ID：tiger-python
# file: ./7/7_1.py
# 實例1
if True:
pass # 空語句，佔位
a = 10
if a < 100: # 條件表達式
a += 100
print(f"value of a is : {a}")
if "abc": # 可以轉換爲bool類型的數據
print(f"condition is a string")
輸出爲：
value of a is : 110
condition is a string
python提供了pass語句，它代表一個空語句，什麼都不執行，只是佔位。比如我們想在if的條件爲True的分支裏面什麼都不執行，那麼必須寫pass語句，否則會報語法錯誤。
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實例2
if配合else、elif，可以實現多條件分支的控制，如果連續使用elif，可以達到switch…case的相同的效果。注意，python沒有提供switch…case語句。
# 實例2
score = 80
if score > 90:
print(f"小王的成績爲優")
elif score > 70:
print(f"小王的成績爲良")
elif score > 60:
print(f"小王的成績爲及格")
else:
print(f"小王的成績爲差")
輸出爲：
小王的成績爲良
if..elif..else語句，可以不要elif，這樣就變成了if..else。它的判斷邏輯如下圖所示：
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實例3
if控制語句是支持嵌套的，也就是說它的分支語句塊也可以是一個if控制語句。支持多層嵌套。爲了代碼可讀性，一般我們不建議嵌套的層數太多。邏輯越複雜的代碼，其可靠性肯定越差，bug越多。好的代碼，應該是簡單的、優美的。
# 實例3 ， 嵌套
score = 80
if score > 60:
if score > 90:
print(f"小王的成績爲優")
elif score > 70:
print(f"小王的成績爲良")
else :
print(f"小王的成績爲及格")
else:
print(f"小王的成績爲差")
輸出爲：
小王的成績爲良
和實例2 實現的功能完全一致。
2、循環控制語句
當滿足某個條件時，代碼塊會被循環重複執行，這就是循環控制語句的使用場景。python支持for和while兩種循環控制語句。
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for語句
for語句用於遍歷序列類型的數據，比如我們講到的字符串、列表、元組等。
其語法如下：
for variable in sequence:
for_statements_block
else:
else_statements_block
其中，variable是一個變量，會循環從sequence中獲取它的成員，並賦值給variable。for的語句塊可以直接使用variable變量。
如果sequence爲空，或者循環結束，會進入else分支執行else語句塊。注意，else是可選的，可以不要。如果沒有else，for循環完後直接結束。
它的判斷邏輯如下圖所示：
看下面的實例：
# author: Tiger， wx ID：tiger-python
# file: ./7/7_2.py
# 循環控制語句
# for,求平均數
list_1 = [100, 200, 300]
total = 0
for item in list_1:
total += item
else:
print(f"循環結束")
print(f"avg of list_1 is : {total / len(list_1)}")
輸出爲：
循環結束
avg of list_1 is : 200.0
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range構造整數序列
有時候我們不是去循環變量一個sequence序列，而是就純粹的計數，比如從1遍歷到100。這時候需要使用range()來構造一個序列。range支持指定整數範圍，支持負數，也支持指定序列的步長。
實例如下：
# range
for incr_x in range(10):
print(incr_x, end=' ')
else:
print() # 換行
for incr_x in range(5, 10):
print(incr_x, end=' ')
else:
print() # 換行
for incr_x in range(3, 30, 3): # 支持步長
print(incr_x, end=' ')
else:
print() # 換行
for incr_x in range(-3, 10): # 支持負數
print(incr_x, end=' ')
else:
print() # 換行
輸出爲：
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
5 6 7 8 9
3 6 9 12 15 18 21 24 27
-3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
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while語句
while是另外一種常用的循環語句，它的語法規則如下：
while condition_expr:
while_statement_block
else:
else_statements_block
condition_expr是while的循環條件，可以是一個bool數值，也可以是一個條件表達式或者能轉換爲bool的數據類型。當條件爲True，則循環執行while_statement_block語句塊。當條件爲Flase，則執行else_statements_block，結束退出循環。
如執行邏輯如下圖所示：
while是通過一個條件來判斷是否進入循環，而for則必須是一個序列，所以while語句使用起來會更加靈活。但是對於序列類型來說，for會更加簡單。
如果while的條件恆爲True，那麼會進入一個死循環，除非特殊需求（比如交互式程序等待用戶輸入、網絡通信等待對端報文等），我們應避免死循環。
看下面的實例：
# while語句
cnt = 0
while cnt < 50: # 100次循環計數
cnt += 1
print(cnt, end=' ')
else:
print(f"\ncnt is {cnt}")
# 死循環
while True:
pass
輸出爲：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50
cnt is 50
-
條件語句和循環語句的相互嵌套
if語句和for、while語句之間可以任意嵌套，非常靈活。
比如下面的實例：
# 嵌套
for item_1 in range(10):
for item_2 in range(item_1+1):
print(item_2, end=' ')
if item_2 == item_1:
print() # 換行
輸出爲：
0
0 1
0 1 2
0 1 2 3
0 1 2 3 4
0 1 2 3 4 5
0 1 2 3 4 5 6
0 1 2 3 4 5 6 7
0 1 2 3 4 5 6 7 8
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
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continue和break
某些情況下，我們希望在循環過程中，當滿足某種條件時，能強行終止循環過程，或者跳過本次循環，繼續下次循環。這是需要用到continue和break語句。
continue：跳過本次循環，繼續下次循環。
break：強行終止循環。
如下圖所示：
如下面實例：
# continue & break
# 實現列表的find功能
index = 0
list_2 = [2, 5, 6, 100, -1, 9, 88]
to_find = 9
for item in list_2:
if item == to_find:
break
index += 1
print(index)
輸出爲：
5
注意：對於多次循環嵌套的情況，continue和break只對本層循環生效。
3、推導式
推導式本來應該是數據類型章節的內容，但是因爲它涉及到if和for的語法，所以我們放到控制語句之後來講。
推導式comprehensions（又稱解析式），是Python的一種獨有特性。推導式是可以從一個序列構建另一個新的序列。 共有三種推導，在Python2和3中都有支持：
- 列表(list)推導式
- 字典(dict)推導式
- 集合(set)推導式
推導式都可以使用控制語句的方式來替代。它只是給我們提供了一種更加簡潔更加緊湊的序列生成語法。
下面我們分別介紹。
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列表推導式
試想，如果我們要生成一個列表，這個列表裏面包含了100以內的所有能被3整除的整數，我們代碼應該怎麼寫？是的，我們可以用while循環嵌套if條件判斷的方式，如下：
# author: Tiger， wx ID：tiger-python
# file: ./9/9_8.py
# non-pythonic
list_1 = []
x = 1
while x <= 100:
if x % 3 == 0:
list_1.append(x)
x += 1
print(list_1)
輸出爲：
[3, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 27, 30, 33, 36, 39, 42, 45, 48, 51, 54, 57, 60, 63, 66, 69, 72, 75, 78, 81, 84, 87, 90, 93, 96, 99]
這個代碼沒有任何問題，如果是用慣了其它編程語言的同學第一反應就會這樣寫。但是，這種寫法是non-pythonic的。Python的程序員通常將這種具備python風格的代碼寫法稱爲pythonic，反之則non-pythonic。我們看看pythonic的寫法是這樣的：
# pythonic
list_2 = [x for x in range(1, 100) if x % 3 == 0]
print(list_2)
它實現的效果和上面是一模一樣的，是不是很簡潔很緊湊？ 很pythonic。
第二種方式，就是列表的推導式。它的完整語法如下：
[x for x in data if condition]
整個表達式用中括號括起來。X是for循環中的成員，後面的if是條件判斷語句，只有滿足條件的纔會賦值給列表。前面的x也可以是一個表達式，用於在賦值前對x做一些簡單的轉換。同時，表達式中可以有多個for循環。
看下面一個實例：
# 多個for
list_3 = []
for x in [1, 2, 3]:
for y in [1, 4, 5]:
if x != y:
list_3.append((x, y))
print(list_3)
# 推導式寫法
list_3 = [(x, y) for x in [1, 2, 3] for y in [1, 4, 5] if x != y]
print(list_3)
可以看出，推導式是可以支持這種for循環嵌套的，它的邏輯和上面的普通寫法完全一致。
同樣，推導式本身也是可以嵌套的，看下面的實例：
# 推導式生成二維列表
list_4 = [[y for y in range(x*4, x*4+4)] for x in range(4)]
print(list_4)
輸出爲：
[[0, 1, 2, 3], [4, 5, 6, 7], [8, 9, 10, 11], [12, 13, 14, 15]]
有時候我們也需要用到if語句的單行寫法，如下面的實例：
# if語句單行寫法
list_5 = ['hello', 100, 'xiaowang', 50]
print([x if type(x) is int else 'None' for x in list_5])
輸出爲：
['None', 100, 'None', 50]
這裏的 x if type(x) is int else 'None' 是if的單行寫法，它不只在推導式中可以使用，所有賦值語句中都可以使用，它會根據條件判斷返回一個值。
元組是沒有推導式的，我們可以生成一個列表，再強制轉換爲元組。
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字典推導式
字典推導式的語法如下：
{ key:value for key,value in existing_data_structure }
這裏和list有所不同，因位dict裏面有兩個關鍵的屬性，key 和 value，但大同小異，我們現在的expression部分可以同時對 key 和 value 進行操作。
# author: Tiger， wx ID：tiger-python
# file: ./9/9_9.py
# 字典推導式
fruits = {'apple': 10, 'pear': 8, 'banana': 5, 'orange': 6}
dict_1 = {k.upper(): v for k, v in fruits.items()}
print(dict_1)
輸出爲：
{'APPLE': 10, 'PEAR': 8, 'BANANA': 5, 'ORANGE': 6}
這段代碼把字典中的key轉換爲大寫字母。字典推導式的結果是k:v鍵值對，所以推導式中都是對這兩個值進行操作。其方式和列表類似，我們不再展開講了。
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集合推導式
集合推導式和列表的類似，不同在於它採用了大括號。
{ expression for item in Sequence if conditional }
既然是集合，那麼它生成的結果必須滿足集合的一些特性，比如元素必須唯一。
看下面的實例：
# 集合推導式
list_1 = ['apple', 'apple', 'Pear', 'ORANGE', 'banANA']
set_1 = {x.upper() for x in list_1}
print(set_1)
輸出爲：
{'ORANGE', 'PEAR', 'BANANA', 'APPLE'}
可以看到，對於重複的元素‘apple’，集合推導式會自動去重。