《嵌入式AI筑基笔记03：Python流程控制，从C的严谨到Python的简洁》

前言

C语言的流程控制，靠的是括号、花括号和严谨的语法；Python则用缩进、冒号和更人性化的关键字，让代码如诗般简洁。

分支结构

if-elif-else 结构

# if - elif - else# 示例：判断闰年，闰年 = 能被 4 整除，不能被 100 整除，能被 400 整除year = 2026if ((year % 4) == 0 and (year % 100)) != 0 or (year % 400) == 0:    print(f'{year}是闰年')else:    print(f'{year}不是闰年')# 依据分数进行评级# >=90 A     70-90 B     <=70 Cscore = 88if score >= 90:    print(f'{score} is level A')elif score > 70:    print(f'{score} is level B')else:    print(f'{score} is level C')# 输入月份，判断有多少天，不考虑闰年month = 5if month in [1, 3, 5, 7, 8, 10, 12]:    days = 31elif month in [4, 6, 9, 11]:    days = 30elif month == 2:    days = 28else:    days = Noneprint(f"{month}月有{days}天"

条件表达式

# 条件表达式替代三目运算符# 取绝对值a = -20abs_a = a if a > 0 else -aprint(a, abs_a)# 取最大值和最小值a, b, c = 10, 20, -21max_num = a if (a > b and a > c) else b if b > c else cmin_num = a if (a < b and a < c) else b if b < c else cprint(max_num, min_num)     # 20 -21

match-case 结构

# match-case 结构# 类似于C语言的switch-case# 根据状态码返回消息status = 404match status:    case 200:        msg = "OK"    case 404:        msg = "Not Found"    case 500:        msg = "Internal Server Error"    case _: # 相当于default        msg = "Unknown"print(msg)  # Not Found

C程序员的视角

• • Python的条件判断去掉了括号和花括号，改用冒号和缩进，强迫代码整洁。
• • elif 比 else if 少敲一个字符，但逻辑一致。
• • 条件表达式 x if cond else y 比C的三目运算符更接近自然语言。
• • match-case 不仅替代了 switch-case，还能解包、匹配类型，是C语言无法比拟的。

循环结构

while循环

# while 结构跟C语言类似，只是条件无需括号，记得冒号和缩进。# 计算 1-10 的和i, sum = 1, 0while i<10:    sum += i    i += 1print(sum)  # 45# 循环嵌套# *# **# ***i = 1while i <= 3:    j = 1    while j <= i:        print("*", end = "")        j += 1    print("")    i += 1

for 循环

# for 语句# 遍历字符串统计元音s = "hello world"vowel_count = 0for ch in s:    if ch in "aeiou":        vowel_count += 1print(vowel_count)  # 3# 求 1/1 - 1/2 + 1/3 - 1/4  ……… + 1/97 - 1/98 + 1/99 - 1/100的结果res = 0for i in range(1, 101):    if i % 2 == 0:        res -= 1 / i    else :        res += 1 / iprint(res)      # 0.688172179310195# 循环嵌套, 打印乘法表# 1*1=1# 2*1=2    2*2=4# 3*1=3    3*2=6    3*3=9# 4*1=4    4*2=8    4*3=12    4*4=16for i in range(1, 5):    for j in range(1, i+1):        print(f'{i}*{j}={i*j}',end='\t')    print()

range() 函数

• • start 起始值（含）, stop 结束值（不含），范围[start, stop)
  • step 步长，默认为1，负数表示反向遍历

# range() 用于生成数字序列print(list(range(5)))           # [0, 1, 2, 3, 4]print(list(range(5, 10)))       # [5, 6, 7, 8, 9]print(list(range(5, 10, 2)))    # [5, 7, 9]print(list(range(10, 5, -1)))   # [10, 9, 8, 7, 6]# 打印1到10的偶数for i in range(2, 11, 2):    print(i, end=' ')  # 2 4 6 8 10print()# 反向遍历for i in range(10, 0, -2):    print(i, end=' ')  # 10 8 6 4 2print()

C程序员的视角

• • while 循环几乎照搬，但Python必须加冒号，且无括号。
• • for 循环彻底改变：不再是索引循环，而是遍历任何可迭代对象。这让代码更安全（不会越界）、更简洁。
• • range() 相当于C里手动写循环变量和边界，但更清晰。
• • 没有 do-while 循环

循环控制

continue语句

# continue语句，用法与C完全一致，跳过本次迭代for i in range(5):    if i == 2:        continue    print(i, end=' ')  # 0 1 3 4print()

break 语句

# break 语句，用法与C完全一致，主动结束循环for i in range(10):    if i == 5:        break    print(i, end=' ')   # 0 1 2 3 4print()

pass 占位符

# pass 占位符，防止报错if True:    pass  # 以后补代码

循环-else

# 循环-else, python特色，当循环正常结束（没有被break打断）时，执行else块# 判断某数是不是质数num = 17for i in range(2, num):    if num % i == 0:        print(f"{num}不是质数")        breakelse:    print(f"{num}是质数")      # 17是质数# 检查列表是否全为正数nums = [3, 5, -1, 7]for n in nums:    if n < 0:        print("存在负数")       # 存在负数        breakelse:    print("全部为正数")

C程序员的视角

• • break/continue 用法相同。
• • pass 相当于C的空语句 ;，但更直观。
• • 循环 else 是Python独创，可以优雅地处理“循环未被中断”的场景，省去了设置标志位的麻烦。

推导式

列表推导式

# 列表推导式# 生成平方数列表squares = [x**2 for x in range(1, 6)]print(squares)  # [1, 4, 9, 16, 25]# 只保留0~9中的偶数evens = [x for x in range(10) if x % 2 == 0]print(evens)  # [0, 2, 4, 6, 8]# 生成二维坐标对coord = [(x, y) for x in range(3) for y in range(2)]print(coord)  # [(0,0), (0,1), (1,0), (1,1), (2,0), (2,1)]# 将字符串列表转换为大写words = ["hello", "world", "python"]upper_words = [w.upper() for w in words]print(upper_words)  # ['HELLO', 'WORLD', 'PYTHON']# 将奇数变为负数，偶数保持不变nums = [1, 2, 3, 4, 5]transformed = [x if x % 2 == 0 else -x for x in nums]print(transformed)  # [-1, 2, -3, 4, -5]

字典推导式

# 字典推导式# 数字与其平方的映射square_dict = {x: x**2 for x in range(1, 6)}print(square_dict)  # {1: 1, 2: 4, 3: 9, 4: 16, 5: 25}# 键值互换original = {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}swapped = {v: k for k, v in original.items()}print(swapped)  # {1: 'a', 2: 'b', 3: 'c'}# 只保留长度大于3的单词及其长度words = ["cat", "elephant", "dog", "tiger"]word_len = {w: len(w) for w in words if len(w) > 3}print(word_len)  # {'elephant': 8, 'tiger': 5}

集合推导式

# 集合推导式# 去重并求平方，集合自动去重，一行代码完成去重+映射+集合生成。nums = [1, 2, 2, 3, 4, 4, 5]unique_squares = {x**2 for x in nums}print(unique_squares)  # {1, 4, 9, 16, 25}# 提取字符串中的元音字母（去重）s = "hello world"vowels = {ch for ch in s if ch in "aeiou"}print(vowels)  # {'e', 'o'}

C程序员的视角

• • 推导式是Python对“循环+条件+构建集合”这一高频场景的极致抽象。
• • 在C语言中，你至少要写：一个循环（for/while）、条件判断（if）、临时变量或动态数组的分配、手动添加元素到容器（可能需要动态扩容）。
• • 而在Python中，所有细节都被封装成一行声明式代码。这不仅让代码量锐减（通常减少70%以上），还让意图一目了然：[x**2 for x in range(10) if x%2] 直接读作“取0到9中奇数的平方”。
• • 推导式在底层由C语言实现，执行效率通常高于手动编写的Python循环。

迭代器与生成器

迭代器（Iterator）

# 迭代器是访问集合元素的一种方式# 迭代器可以记住遍历的位置，从第一个元素开始，直到所有元素访问完毕# 任何实现了 `__iter__()` 和 `__next__()` 方法的对象都是迭代器# 迭代器Iterator，可迭代对象Iterablefruits = ["apple", "banana", "cherry"]it = iter(fruits)                   # 获取迭代器print(next(it), next(it), next(it)) # apple banana cherry# print(next(it))                   # 抛出 StopIteration 异常

生成器（Generator）

生成器函数（Generator Function）

# 生成器函数def fn():    print('AAAA')    yield 666    # 类似return的返回值，但是不会结束函数    print('BBBB')    yield 888g = fn()print(g)  # <generator object fn at 0x000001A8B8498660>print(next(g))  # AAAA  666print(next(g))  # BBBB  888# 生成斐波那契数列def fibonacci(n):    a, b = 0, 1    count = 0    while count < n:        yield a        a, b = b, a + b        count += 1for num in fibonacci(10):    print(num, end=' ')  # 0 1 1 2 3 5 8 13 21 34print()# 写一个生成器函数, 得到前10个斐波那契数,写法1# 斐波那契数列如下：0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55...#                a  b#                   a  b#                      a  bdef fn():    a, b = 0, 1    while True:        yield a        b = a + b        yield b        a = a + bg = fn()for i in range(10):    print(next(g), end=' ')     # 0 1 1 2 3 5 8 13 21 34print()# 写一个生成器函数, 得到前10个斐波那契数,写法2def fn():    a, b = 0, 1    while True:        yield a        a, b = b, a + bg = fn()for i in range(10):    print(next(g), end=' ')     # 0 1 1 2 3 5 8 13 21 34print()# 无限计数器（不会耗尽内存）def infinite_counter():    i = 0    while True:        yield i        i += 1counter = infinite_counter()for _ in range(5):    print(next(counter), end=' ')  # 0 1 2 3 4

生成器函数的优势

• • 内存友好：一次只产生一个值，不占用大量内存。
• • 状态保持：自动保存执行现场，无需手动维护静态变量或闭包。
• • 代码简洁：用同步方式写迭代逻辑，无需手动实现迭代器类。

生成器表达式（Generator Expression）

# 生成器表达式# 生成器与列表推导式很像，只是[]->()print([i for i in "ABC"])       # 列表推导式 ['A', 'B', 'C']# 生成器，不能直接打印，可以强转之后打印，不过会消耗内存print((i for i in "ABC"))       # <generator object <genexpr> at 0x000002A7141F5CF0># 使用 next 访问g = (i for i in range(2, 4))print(next(g), next(g))         # 2, 3# print(next(g))  # 报错 StopIteration# 使用 for 访问g = (i for i in range(2, 5))for i in g:    print('i =', i, end='\t')   # i = 2     i = 3    i = 4print()# 过滤并转换数据nums = [1, 2, 3, 4, 5, 6]even_squares = (x**2 for x in nums if x % 2 == 0)print(list(even_squares))  # [4, 16, 36]

生成器表达式的优势

• • 语法极简：一行代码替代多行循环，且惰性求值。
• • 配合函数使用：如 sum()、max()、min() 等，直接传入生成器表达式，高效且简洁。
• • 组合管道：多个生成器可以串联，形成数据流式处理，中间不产生临时列表。

C程序员的视角

生成器是Python对“迭代状态机”的优雅封装。在C语言中，要实现类似功能，往往需要：

• • 手动定义结构体保存状态（局部变量、位置计数器）。
• • 编写函数维护状态并在每次调用时返回下一个值（ get_next()）。
• • 处理结束标志和资源释放。

而Python的生成器函数自动完成了这一切：yield 保存上下文，函数局部变量在暂停期间被保留，再次调用时无缝恢复。生成器表达式则用声明式语法实现了流式数据处理，让代码更贴近数学表达式。

总结

从C到Python，流程控制的演进体现了两种语言的设计哲学差异：

• • 条件判断：Python去掉了括号和花括号，用缩进和冒号强迫代码整洁；match-case 提供了比 switch 更强大的模式匹配。
• • 循环：Python的 for 是迭代器循环，可遍历任何可迭代对象；range() 替代了索引循环；循环 else 子句是独创的语法。
• • 推导式：一行代码实现循环+条件+集合构建，是Python最具代表性的特性之一。
• • 生成器与迭代器：延迟计算、按需生成，让内存管理更智能，特别适合大数据处理。

这些特性让Python在保持逻辑清晰的同时，大幅提升开发效率。下一篇我们将进入函数与模块，探索Python如何定义和复用代码，包括参数传递、作用域、lambda表达式等。

如果你也是从C转Python，欢迎继续关注这个系列。我们一起，从底层走向AI。

接下来学什么

这只是Python学习的第三篇。按照计划，后面还有：

第一篇：语法规则（与 C 的对比） ✅ 已完成第二篇：数据结构：列表、元组、字典、集合 ✅ 已完成第三篇：流程控制：条件、循环、推导式 ✅ 已完成第四篇：函数与模块：定义、参数、作用域 ⏳ 准备中第五篇：对象和类：Class ⏳第六篇：文件操作与异常处理 ⏳第七篇：NumPy 入门：像操作内存一样操作数据 ⏳第八篇：Pandas 基础：给数据“做表格” ⏳

一步一步来，不急。

完整代码

''' * @Filename : python_flow.py * @Revision : $Revision: 1.00 $ * @Author : Feng(更多编程相关的知识和源码见微信公众号：不只会拍照的程序猿，欢迎订阅) * @Description : python 流程控制'''# ###################### 分支语句 ###################### ## if - elif - else# 示例：判断闰年，闰年 = 能被 4 整除，不能被 100 整除，能被 400 整除year = 2026     # 2026不是闰年if ((year % 4) == 0 and (year % 100)) != 0 or (year % 400) == 0:    print(f'{year}是闰年')else:    print(f'{year}不是闰年')# 依据分数进行评级# >=90 A     70-90 B     <=70 Cscore = 88      # 88 is level Bif score >= 90:    print(f'{score} is level A')elif score > 70:    print(f'{score} is level B')else:    print(f'{score} is level C')# 输入月份，判断有多少天，不考虑闰年month = 5if month in [1, 3, 5, 7, 8, 10, 12]:    days = 31elif month in [4, 6, 9, 11]:    days = 30elif month == 2:    days = 28else:    days = Noneprint(f"{month}月有{days}天")  # 5月有31天# 条件表达式替代三目运算符# 取绝对值a = -20abs_a = a if a > 0 else -aprint(a, abs_a)# 取最大值和最小值a, b, c = 10, 20, -21max_num = a if (a > b and a > c) else b if b > c else cmin_num = a if (a < b and a < c) else b if b < c else cprint(max_num, min_num)     # 20 -21# # match-case 结构# # 类似于C语言的switch-case# # 根据状态码返回消息# status = 404# match status:#     case 200:#         msg = "OK"#     case 404:#         msg = "Not Found"#     case 500:#         msg = "Internal Server Error"#     case _: # 相当于default#         msg = "Unknown"# print(msg)  # Not Found# ###################### 循环语句 ###################### ## while 结构跟C语言类似，只是条件无需括号，记得冒号和缩进。# 计算 1-10 的和i, sum = 1, 0while i<10:    sum += i    i += 1print(sum)  # 45# 循环嵌套# *# **# ***i = 1while i <= 3:    j = 1    while j <= i:        print("*", end = "")        j += 1    print("")    i += 1# for 语句# 遍历字符串统计元音s = "hello world"vowel_count = 0for ch in s:    if ch in "aeiou":        vowel_count += 1print(vowel_count)  # 3# 求 1/1 - 1/2 + 1/3 - 1/4  ……… + 1/97 - 1/98 + 1/99 - 1/100的结果res = 0for i in range(1, 101):    if i % 2 == 0:        res -= 1 / i    else :        res += 1 / iprint(res)      # 0.688172179310195# 循环嵌套, 打印乘法表# 1*1=1# 2*1=2    2*2=4# 3*1=3    3*2=6    3*3=9# 4*1=4    4*2=8    4*3=12    4*4=16for i in range(1, 5):    for j in range(1, i+1):        print(f'{i}*{j}={i*j}',end='\t')    print()# range() 用于生成数字序列print(list(range(5)))           # [0, 1, 2, 3, 4]print(list(range(5, 10)))       # [5, 6, 7, 8, 9]print(list(range(5, 10, 2)))    # [5, 7, 9]print(list(range(10, 5, -1)))   # [10, 9, 8, 7, 6]# 打印1到10的偶数for i in range(2, 11, 2):    print(i, end=' ')  # 2 4 6 8 10print()# 反向遍历for i in range(10, 0, -2):    print(i, end=' ')  # 10 8 6 4 2print()# ###################### 循环控制 ###################### ## continue语句，用法与C完全一致，跳过本次迭代for i in range(5):    if i == 2:        continue    print(i, end=' ')  # 0 1 3 4print()# break 语句，用法与C完全一致，主动结束循环for i in range(10):    if i == 5:        break    print(i, end=' ')   # 0 1 2 3 4print()# pass 占位符，防止报错if True:    pass  # 以后补代码# 循环-else, python特色，当循环正常结束（没有被break打断）时，执行else块# 判断某数是不是质数num = 17for i in range(2, num):    if num % i == 0:        print(f"{num}不是质数")        breakelse:    print(f"{num}是质数")      # 17是质数# 检查列表是否全为正数nums = [3, 5, -1, 7]for n in nums:    if n < 0:        print("存在负数")       # 存在负数        breakelse:    print("全部为正数")# ###################### 推导式 ###################### ## 列表推导式# 生成平方数列表squares = [x**2 for x in range(1, 6)]print(squares)  # [1, 4, 9, 16, 25]# 只保留0~9中的偶数evens = [x for x in range(10) if x % 2 == 0]print(evens)  # [0, 2, 4, 6, 8]# 生成二维坐标对coord = [(x, y) for x in range(3) for y in range(2)]print(coord)  # [(0,0), (0,1), (1,0), (1,1), (2,0), (2,1)]# 将字符串列表转换为大写words = ["hello", "world", "python"]upper_words = [w.upper() for w in words]print(upper_words)  # ['HELLO', 'WORLD', 'PYTHON']# 将奇数变为负数，偶数保持不变nums = [1, 2, 3, 4, 5]transformed = [x if x % 2 == 0 else -x for x in nums]print(transformed)  # [-1, 2, -3, 4, -5]# 字典推导式# 数字与其平方的映射square_dict = {x: x**2 for x in range(1, 6)}print(square_dict)  # {1: 1, 2: 4, 3: 9, 4: 16, 5: 25}# 键值互换original = {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}swapped = {v: k for k, v in original.items()}print(swapped)  # {1: 'a', 2: 'b', 3: 'c'}# 只保留长度大于3的单词及其长度words = ["cat", "elephant", "dog", "tiger"]word_len = {w: len(w) for w in words if len(w) > 3}print(word_len)  # {'elephant': 8, 'tiger': 5}# 集合推导式# 去重并求平方，集合自动去重，一行代码完成去重+映射+集合生成。nums = [1, 2, 2, 3, 4, 4, 5]unique_squares = {x**2 for x in nums}print(unique_squares)  # {1, 4, 9, 16, 25}# 提取字符串中的元音字母（去重）s = "hello world"vowels = {ch for ch in s if ch in "aeiou"}print(vowels)  # {'e', 'o'}# ################## 迭代器与生成器 ################### ## 迭代器是访问集合元素的一种方式# 迭代器可以记住遍历的位置，从第一个元素开始，直到所有元素访问完毕# 任何实现了 `__iter__()` 和 `__next__()` 方法的对象都是迭代器# 迭代器Iterator，可迭代对象Iterablefruits = ["apple", "banana", "cherry"]it = iter(fruits)                   # 获取迭代器print(next(it), next(it), next(it)) # apple banana cherry# print(next(it))                   # 抛出 StopIteration 异常# 生成器函数def fn():    print('AAAA')    yield 666    # 类似return的返回值，但是不会结束函数    print('BBBB')    yield 888g = fn()print(g)  # <generator object fn at 0x000001A8B8498660>print(next(g))  # AAAA  666print(next(g))  # BBBB  888# 生成斐波那契数列def fibonacci(n):    a, b = 0, 1    count = 0    while count < n:        yield a        a, b = b, a + b        count += 1for num in fibonacci(10):    print(num, end=' ')  # 0 1 1 2 3 5 8 13 21 34print()# 写一个生成器函数, 得到前10个斐波那契数,写法1# 斐波那契数列如下：0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55...#                a  b#                   a  bdef fn():    a, b = 0, 1    while True:        yield a        b = a + b        yield b        a = a + bg = fn()for i in range(10):    print(next(g), end=' ')     # 0 1 1 2 3 5 8 13 21 34print()# 写一个生成器函数, 得到前10个斐波那契数,写法2def fn():    a, b = 0, 1    while True:        yield a        a, b = b, a + bg = fn()for i in range(10):    print(next(g), end=' ')     # 0 1 1 2 3 5 8 13 21 34print()# 无限计数器（不会耗尽内存）def infinite_counter():    i = 0    while True:        yield i        i += 1counter = infinite_counter()for _ in range(5):    print(next(counter), end=' ')  # 0 1 2 3 4# 生成器表达式# 生成器与列表推导式很像，只是[]->()print([i for i in "ABC"])       # 列表推导式 ['A', 'B', 'C']# 生成器，不能直接打印，可以强转之后打印，不过会消耗内存print((i for i in "ABC"))       # <generator object <genexpr> at 0x000002A7141F5CF0># 使用 next 访问g = (i for i in range(2, 4))print(next(g), next(g))         # 2, 3# print(next(g))  # 报错 StopIteration# 使用 for 访问g = (i for i in range(2, 5))for i in g:    print('i =', i, end='\t')   # i = 2     i = 3    i = 4print()# 过滤并转换数据nums = [1, 2, 3, 4, 5, 6]even_squares = (x**2 for x in nums if x % 2 == 0)print(list(even_squares))  # [4, 16, 36]