控制流

1. 条件分支 (Selection)

条件分支用于根据不同的条件执行不同的代码块。

1.1 if-elif-else 语句

if-elif-else 语句是最基本的条件分支结构：

 # 基本用法
 x = 7
 if x > 10:
  print("Greater than 10")
 elif x < 5:
  print("Less than 5")
 else:
  print("Between 5 and 10")
 # 多个 elif 条件
 temperature = 25
 if temperature < 0:
  print("Freezing")
 elif 0 <= temperature < 10:
  print("Cold")
 elif 10 <= temperature < 20:
  print("Mild")
 elif 20 <= temperature < 30:
  print("Warm")
 else:
  print("Hot")
 # 嵌套 if 语句
 a = 10
 b = 5
 if a > b:
  print("a is greater than b")
  if a > 20:
  print("a is also greater than 20")
  else:
  print("a is not greater than 20")
 else:
  print("a is not greater than b")

1.2 三元表达式 (Ternary Expression)

三元表达式是一种简洁的条件表达式，用于在一行代码中实现简单的条件判断：

 # 基本用法
 score = 75
 result = "Pass" if score >= 60 else "Fail"
 print(result) # 输出: Pass
 # 嵌套三元表达式
 temperature = 15
 status = "Hot" if temperature > 30 else "Warm" if temperature > 20 else "Mild" if temperature > 10 else "Cold"
 print(status) # 输出: Mild
 # 与函数结合
 def get_grade(score):
  return "A" if score >= 90 else "B" if score >= 80 else "C" if score >= 70 else "D"
 print(get_grade(85)) # 输出: B
 # 用于列表推导式
 numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
 even_odd = ["even" if num % 2 == 0 else "odd" for num in numbers]
 print(even_odd) # 输出: ['odd', 'even', 'odd', 'even', 'odd']

1.3 match-case 语句 (Python 3.10+)

match-case 语句（模式匹配）是 Python 3.10 引入的新特性，类似于其他语言的 switch-case，但功能更强大：

 # 基本用法
 status = 404
 match status:
  case 200:
  print("OK")
  case 404:
  print("Not Found")
  case 500:
  print("Internal Server Error")
  case _:
  print("Unknown Status")
 # 匹配不同类型
 value = "hello"
 match value:
  case int(x):
  print(f"Integer: {x}")
  case str(x):
  print(f"String: {x}")
  case list(x):
  print(f"List: {x}")
  case _:
  print("Other type")
 # 匹配序列
 point = (1, 2)
 match point:
  case (0, 0):
  print("Origin")
  case (x, 0):
  print(f"On x-axis: {x}")
  case (0, y):
  print(f"On y-axis: {y}")
  case (x, y):
  print(f"Point: ({x}, {y})")
 # 匹配字典
 person = {"name": "Alice", "age": 30}
 match person:
  case {"name": name, "age": age}:
  print(f"Name: {name}, Age: {age}")
  case {"name": name}:
  print(f"Name: {name}, Age unknown")
  case _:
  print("Invalid person data")
 # 匹配类实例
 class Point:
  def __init__(self, x, y):
  self.x = x
  self.y = y
 p = Point(3, 4)
 match p:
  case Point(x=0, y=0):
  print("Origin")
  case Point(x=x, y=0):
  print(f"On x-axis: {x}")
  case Point(x=0, y=y):
  print(f"On y-axis: {y}")
  case Point(x=x, y=y):
  print(f"Point: ({x}, {y})")
 # 组合模式匹配
 command = "quit"
 match command:
  case "help" | "h" | "?":
  print("Show help")
  case "quit" | "q" | "exit":
  print("Exit program")
  case _:
  print("Unknown command")

2. 循环结构 (Iteration)

循环结构用于重复执行代码块，Python 提供了 for 循环和 while 循环两种主要的循环结构。

2.1 for 循环

for 循环用于遍历序列（如列表、元组、字符串等）或其他可迭代对象：

2.1.1 基本用法

 # 遍历列表
 fruits = ["apple", "banana", "cherry"]
 for fruit in fruits:
  print(fruit)
 # 遍历字符串
 text = "Hello"
 for char in text:
  print(char)
 # 遍历元组
 tuple_data = (1, 2, 3, 4, 5)
 for num in tuple_data:
  print(num)
 # 遍历字典
 person = {"name": "Alice", "age": 30, "city": "New York"}
 # 遍历键
 for key in person:
  print(key)
 # 遍历值
 for value in person.values():
  print(value)
 # 遍历键值对
 for key, value in person.items():
  print(f"{key}: {value}")

2.1.2 使用 range() 函数

range() 函数用于生成一个数值序列，常用于 for 循环：

 # 基本用法
 for i in range(5):
  print(i) # 输出: 0, 1, 2, 3, 4
 # 指定起始值和结束值
 for i in range(2, 7):
  print(i) # 输出: 2, 3, 4, 5, 6
 # 指定步长
 for i in range(0, 10, 2):
  print(i) # 输出: 0, 2, 4, 6, 8
 # 倒序
 for i in range(5, 0, -1):
  print(i) # 输出: 5, 4, 3, 2, 1
 # 遍历列表的索引
 fruits = ["apple", "banana", "cherry"]
 for i in range(len(fruits)):
  print(f"Index {i}: {fruits[i]}")

2.1.3 使用 enumerate() 函数

enumerate() 函数用于同时获取索引和值：

 # 基本用法
 fruits = ["apple", "banana", "cherry"]
 for index, fruit in enumerate(fruits):
  print(f"Index {index}: {fruit}")
 # 指定起始索引
 for index, fruit in enumerate(fruits, start=1):
  print(f"Position {index}: {fruit}")
 # 用于字符串
 text = "Hello"
 for index, char in enumerate(text):
  print(f"Character at {index}: {char}")

2.1.4 使用 zip() 函数

zip() 函数用于同时遍历多个序列：

 # 基本用法
 names = ["Alice", "Bob", "Charlie"]
 ages = [30, 25, 35]
 cities = ["New York", "London", "Paris"]
 for name, age, city in zip(names, ages, cities):
  print(f"{name} is {age} years old from {city}")
 # 处理不同长度的序列
 short_list = [1, 2, 3]
 long_list = [10, 20, 30, 40, 50]
 for a, b in zip(short_list, long_list):
  print(f"{a} - {b}") # 只遍历到最短序列的长度
 # 使用 zip(*) 解压缩
 pairs = [(1, 10), (2, 20), (3, 30)]
 a, b = zip(*pairs)
 print(a) # 输出: (1, 2, 3)
 print(b) # 输出: (10, 20, 30)

2.2 while 循环

while 循环用于在条件为真时重复执行代码块：

 # 基本用法
 count = 0
 while count < 5:
  print(count)
  count += 1
 # 计算累加和
 sum = 0
 number = 1
 while number <= 10:
  sum += number
  number += 1
 print(f"Sum: {sum}") # 输出: 55
 # 无限循环（需要 break 退出）
 while True:
  user_input = input("Enter 'quit' to exit: ")
  if user_input == "quit":
  break
  print(f"You entered: {user_input}")
 # 使用 else 子句
 try_count = 0
 max_tries = 3
 while try_count < max_tries:
  print(f"Try {try_count + 1}")
  try_count += 1
 else:
  print("Maximum tries reached")

2.3 循环控制语句

循环控制语句用于控制循环的执行流程：

2.3.1 break 语句

break 语句用于立即退出当前循环：

 # 在 for 循环中使用
 fruits = ["apple", "banana", "cherry", "date"]
 target = "cherry"
 for fruit in fruits:
  if fruit == target:
  print(f"Found {target}!")
  break
  print(f"Checking {fruit}")
 # 在 while 循环中使用
 number = 0
 while number < 10:
  print(number)
  if number == 5:
  break
  number += 1

2.3.2 continue 语句

continue 语句用于跳过本次循环，进入下一次迭代：

 # 跳过偶数
 for i in range(10):
  if i % 2 == 0:
  continue
  print(i) # 输出: 1, 3, 5, 7, 9
 # 跳过空字符串
 words = ["hello", "", "world", "", "python"]
 for word in words:
  if not word:
  continue
  print(word)

2.3.3 pass 语句

pass 语句是一个空语句，用于占位：

 # 作为占位符
 for i in range(5):
  pass # 什么都不做，只是占位
 # 在条件语句中
 if x > 10:
  pass # 暂时不实现，留作以后补充
 else:
  print("x is not greater than 10")
 # 在函数定义中
 def future_function():
  pass # 暂时不实现

2.4 for-else 和 while-else 语句

Python 的循环结构支持 else 子句，当循环正常执行结束（没有被 break 中断）时，会执行 else 代码块：

 # for-else
 fruits = ["apple", "banana", "cherry"]
 target = "date"
 for fruit in fruits:
  if fruit == target:
  print(f"Found {target}!")
  break
 else:
  print(f"{target} not found")
 # while-else
 number = 0
 target = 5
 while number < 10:
  if number == target:
  print(f"Found {target}!")
  break
  number += 1
 else:
  print(f"{target} not found in 0-9")
 # 应用：查找素数
 def is_prime(n):
  if n <= 1:
  return False
  for i in range(2, int(n**0.5) + 1):
  if n % i == 0:
  return False
  else:
  return
 print(is_prime(17)) # 输出:
 print(is_prime(18)) # 输出: False

3. 异常处理 (Exception Handling)

异常处理用于捕获和处理程序运行时的错误：

 # 基本用法
 try:
  result = 10 / 0
 except ZeroDivisionError:
  print("Cannot divide by zero")
 # 捕获多种异常
 try:
  number = int(input("Enter a number: "))
  result = 10 / number
 except ValueError:
  print("Invalid input, please enter a number")
 except ZeroDivisionError:
  print("Cannot divide by zero")
 # 捕获所有异常
 try:
  # 可能引发异常的代码
  pass
 except Exception as e:
  print(f"An error occurred: {e}")
 # else 子句：当没有异常时执行
 try:
  result = 10 / 2
 except ZeroDivisionError:
  print("Cannot divide by zero")
 else:
  print(f"Result: {result}")
 # finally 子句：无论是否有异常都执行
 try:
  file = open("example.txt", "r")
  content = file.read()
 except FileNotFoundError:
  print("File not found")
 finally:
  if 'file' in locals():
  file.close()
  print("File closed")
 # 使用 with 语句（自动管理资源）
 try:
  with open("example.txt", "r") as file:
  content = file.read()
  print(content)
 except FileNotFoundError:
  print("File not found")
 # 文件会自动关闭

4. 控制流的最佳实践

4.1 条件分支最佳实践

• 保持条件简洁: 避免过于复杂的条件表达式
• 使用括号: 当条件复杂时，使用括号提高可读性
• 避免嵌套过深: 尽量减少 if 语句的嵌套层级
• 使用 match-case: 对于多条件判断，优先使用 match-case（Python 3.10+）
• 使用常量: 将魔法数字定义为常量，提高代码可读性

4.2 循环最佳实践

• 选择合适的循环类型: 对于已知次数的循环使用 for，对于未知次数的循环使用 while
• 使用 enumerate(): 当需要索引和值时，使用 enumerate() 函数
• 使用 zip(): 当需要同时遍历多个序列时，使用 zip() 函数
• 避免无限循环: 确保循环有明确的退出条件
• 使用 for-else: 当需要检查循环是否正常完成时，使用 for-else 结构

4.3 异常处理最佳实践

• 捕获具体异常: 尽量捕获具体的异常类型，而不是所有异常
• 保持 try 块简洁: 只在 try 块中放置可能引发异常的代码
• 使用 with 语句: 对于需要资源管理的操作，使用 with 语句
• 记录异常: 对于重要的异常，使用日志记录而不是简单打印
• 避免过度使用异常: 不要将异常用于正常的控制流

4.4 代码风格

• 缩进: 使用 4 个空格进行缩进
• 空行: 在不同的代码块之间使用空行分隔
• 注释: 为复杂的条件和循环添加注释
• 命名: 使用有意义的变量和函数名
• 长度: 保持每行代码长度不超过 79 个字符

更新日志 (Changelog)

• 2026-04-05: 细化控制流，引入 Match-Case 与 For-Else 特性。
• 2026-04-05: 扩写内容，增加详细的条件分支示例、循环用法、异常处理和控制流最佳实践等内容。