5.1 流程控制概述

5.1.1 控制结构分类

Python流程控制主要分为三种基本结构：

5.1.2 控制结构基本概念

表5-1 流程控制基本概念

5.2 条件语句(if)

5.2.1 if语句基本结构

语法原型：

if condition1:
    # 代码块1
elif condition2:
    # 代码块2
else:
    # 代码块3

执行流程图：

5.2.2 条件表达式

三元运算符形式：

value = true_value if condition else false_value

应用示例：

age = 20
status = "成年" if age >= 18 else "未成年"
print(f"年龄{age}：{status}")

5.2.3 条件判断技巧

多条件组合：

# 检查分数等级
score = 85
if 90 <= score <= 100:
    grade = "A"
elif 80 <= score < 90:
    grade = "B"
else:
    grade = "C"

使用any()/all()：

conditions = [False, True, True]
if any(conditions):  # 任意为真
    print("至少一个条件满足")
if all(conditions):  # 全部为真
    print("所有条件都满足")

5.2.4 if语句要点总结

1. 缩进规则：Python使用严格的缩进（通常4个空格）定义代码块
2. 条件表达式：条件可以是任意返回布尔值的表达式
3. 真值测试：Python会对非布尔值进行真值测试：
• 非零数字为True
• 非空容器（列表、字符串等）为True
• None为False
4. 多分支结构：if-elif-else链中只有一个分支会被执行
5. 避免深层嵌套：深层嵌套会降低可读性，建议重构或使用函数
6. 条件顺序：将最可能满足的条件放在前面可提高效率
7. 链式比较：支持a < b < c的数学表达式写法

5.3 循环结构

5.3.1 while循环

语法原型：

while condition:
    # 循环体
else:
    # 正常结束循环时执行（非break退出）

典型应用：

# 猜数字游戏
import random
target = random.randint(1, 100)
count = 0

whileTrue:
    guess = int(input("猜数字(1-100): "))
    count += 1
    if guess == target:
        print(f"恭喜！猜了{count}次")
        break
    elif guess < target:
        print("猜小了")
    else:
        print("猜大了")

5.3.2 for循环

语法原型：

for item in iterable:
    # 循环体
else:
    # 正常结束循环时执行

迭代对象示例：

# 遍历字符串
for char in "Python":
    print(char, end=" ")
# 输出：P y t h o n

# 遍历字典
person = {"name": "Alice", "age": 25}
for key, value in person.items():
    print(f"{key}: {value}")

5.3.3 range对象

创建数值序列：

range(start, stop, step)

实际应用：

# 生成1-10的平方列表
squares = [x**2 for x in range(1, 11)]

# 反向遍历
for i in range(10, 0, -1):
    print(i, end=" ")
# 输出：10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 

5.3.4 循环语句要点总结

1. 循环选择：
• 已知迭代次数：使用for循环
• 未知迭代次数：使用while循环
2. 避免无限循环：
• 确保循环条件最终会变为False
• 使用计数器或超时机制
3. 修改迭代对象：
• 避免在迭代过程中修改列表/字典
• 可迭代副本或创建新集合
4. 循环变量作用域：
• 循环变量在循环结束后仍然存在
• 可能覆盖外部同名变量
5. 性能优化：
• 将不变计算移出循环
• 使用局部变量提高访问速度
6. else子句：
• 仅在循环正常完成时执行
• 被break中断时不执行

5.4 循环控制语句

5.4.1 break与continue

功能对比：

实际应用：

# 查找第一个3的倍数
numbers = [1, 5, 9, 2, 6, 4]
for num in numbers:
    if num % 3 == 0:
        print(f"找到第一个3的倍数: {num}")
        break

# 跳过奇数打印偶数
for i in range(10):
    if i % 2 != 0:
        continue
    print(i, end=" ")
# 输出：0 2 4 6 8

5.4.2 else子句

循环else特性：

• 当循环没有被break中断时执行
• 适用于搜索场景

典型应用：

# 检查质数
n = 13
for i in range(2, int(n**0.5)+1):
    if n % i == 0:
        print(f"{n}不是质数")
        break
else:
    print(f"{n}是质数")

5.5 异常处理

5.5.1 try-except结构

基本语法：

try:
    # 可能出错的代码
except ExceptionType as e:
    # 异常处理
else:
    # 无异常时执行
finally:
    # 无论是否异常都执行

异常处理流程：

5.5.2 常见异常类型

表5-2 Python常见异常类型

5.5.3 自定义异常

class MyError(Exception):
    """自定义异常类"""
    def __init__(self, message):
        self.message = message

try:
    raise MyError("发生自定义错误")
except MyError as e:
    print(f"捕获到自定义异常: {e.message}")

5.5.4 异常处理要点总结

1. 精确捕获：
• 优先捕获具体异常类型
• 避免裸except:会捕获所有异常
2. 异常信息：
• 使用as e获取异常对象
• 记录完整异常信息便于调试
3. 资源清理：
• 使用finally保证资源释放
• 文件/网络连接必须关闭
4. 异常层次：
• 多个except块时，从具体到一般排序
• 子类异常在前，父类在后
5. 避免过度使用：
• 不要用异常处理代替条件检查
• 异常处理比条件判断开销大
6. 自定义异常：
• 创建业务相关异常类
• 继承自Exception基类
7. 异常链：
• 使用raise...from...保留原始异常
• 有助于调试复杂错误

5.6 综合应用

案例1：成绩评级系统

def grade_system():
    """根据分数自动评级"""
    whileTrue:
        try:
            score = float(input("请输入成绩(0-100,q退出): "))
            ifnot0 <= score <= 100:
                raise ValueError("成绩超出范围")
            
            if score >= 90:
                grade = "A"
            elif score >= 80:
                grade = "B"
            elif score >= 70:
                grade = "C"
            elif score >= 60:
                grade = "D"
            else:
                grade = "F"
            
            print(f"成绩评级: {grade}")
        
        except ValueError as e:
            ifstr(score).lower() == 'q':
                print("退出系统")
                break
            print(f"输入错误: {e}")
        except Exception as e:
            print(f"发生未知错误: {e}")

if __name__ == "__main__":
    grade_system()

案例2：素数生成器

def is_prime(n):
    """判断是否为素数"""
    if n < 2:
        returnFalse
    for i inrange(2, int(n**0.5)+1):
        if n % i == 0:
            returnFalse
    returnTrue

defprime_generator(limit):
    """生成素数序列"""
    count = 0
    num = 2
    while count < limit:
        if is_prime(num):
            yield num
            count += 1
        num += 1

# 使用示例
print("前10个素数:")
for prime in prime_generator(10):
    print(prime, end=" ")
# 输出：2 3 5 7 11 13 17 19 23 29

5.7 学习路线图

5.8 学习总结

1. 核心要点：

• 掌握条件判断的各种形式
• 理解while和for循环的应用场景
• 熟练使用循环控制语句
• 正确处理程序异常

2. 实践建议：

• 避免过深的嵌套结构
• 循环中使用else处理正常结束情况
• 异常处理要具体化（避免裸except）
• 使用生成器优化内存消耗

3. 进阶方向：

• 上下文管理器(with语句)
• 协程与异步编程
• 迭代器协议实现
• 异常链与异常包装

4. 常见陷阱：

• 混淆赋值(=)和相等(==)
• 循环中修改迭代对象
• 异常处理掩盖真实错误
• 死循环问题(while True无退出条件)

掌握流程控制是Python编程的基础核心技能。通过本教程，我们已学习了：

• 条件分支的多种实现方式
• 循环结构的灵活应用
• 异常处理的正确方法
• 实际案例的综合应用

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