Python全栈修炼之路 | 第6篇:条件判断与循环控制

# 基础条件判断score = 85if score >= 90:    grade = 'A'elif score >= 80:    grade = 'B'elif score >= 70:    grade = 'C'elif score >= 60:    grade = 'D'else:    grade = 'F'print(f"成绩等级: {grade}")  # 输出: 成绩等级: B

# 传统写法if age >= 18:    status = "成年人"else:    status = "未成年人"# 条件表达式（更简洁）status = "成年人" if age >= 18 else "未成年人"# 嵌套条件表达式（谨慎使用，可读性降低）result = "优秀" if score >= 90 else "良好" if score >= 80 else "及格" if score >= 60 else "不及格"

def handle_command(command):    match command:        case "start":            return "启动系统"        case "stop":            return "停止系统"        case "restart":            return "重启系统"        case _:            return f"未知命令: {command}"# 带数据提取的模式匹配def analyze_point(point):    match point:        case (0, 0):            return "原点"        case (x, 0):            return f"x轴上的点，x={x}"        case (0, y):            return f"y轴上的点，y={y}"        case (x, y):            return f"普通点，坐标({x}, {y})"        case _:            return "不是有效的点"print(analyze_point((3, 0)))  # 输出: x轴上的点，x=3

# 真值测试示例values = [0, 1, "", "hello", [], [1, 2], None, True]for v in values:    if v:        print(f"{v!r} 是真值")    else:        print(f"{v!r} 是假值")

# and: 第一个为False就返回第一个值，否则返回第二个值result1 = 0 and 100      # 结果: 0result2 = 50 and 100     # 结果: 100# or: 第一个为True就返回第一个值，否则返回第二个值result3 = 0 or 100       # 结果: 100result4 = 50 or 100      # 结果: 50# 实用技巧：设置默认值name = user_input or "匿名用户"

# 遍历列表fruits = ["苹果", "香蕉", "橙子"]for fruit in fruits:    print(fruit)# 使用enumerate获取索引for index, fruit in enumerate(fruits):    print(f"{index}: {fruit}")# 遍历字典student = {"name": "张三", "age": 20, "grade": "A"}for key, value in student.items():    print(f"{key} = {value}")# 同时遍历多个序列names = ["Alice", "Bob", "Charlie"]scores = [85, 92, 78]for name, score in zip(names, scores):    print(f"{name}: {score}")

# 基础while循环count = 0while count < 5:    print(count)    count += 1# 带else的while循环（循环正常结束时执行）attempts = 3while attempts > 0:    password = input("请输入密码: ")    if password == "secret":        print("登录成功!")        break    attempts -= 1else:    print("密码错误次数过多，账户已锁定")

# range() 返回的是 range 对象，不是列表r = range(1000000)print(type(r))  # <class 'range'>print(len(r))   # 1000000# 惰性求值：只在需要时生成值# 内存占用极小，无论范围多大# range的三种用法range(5)        # 0, 1, 2, 3, 4range(1, 6)     # 1, 2, 3, 4, 5range(0, 10, 2) # 0, 2, 4, 6, 8

# break: 立即退出循环for i in range(10):    if i == 5:        break    print(i)  # 输出: 0, 1, 2, 3, 4# continue: 跳过当前迭代for i in range(5):    if i == 2:        continue    print(i)  # 输出: 0, 1, 3, 4# else: 循环正常完成时执行（未被break中断）for i in range(3):    print(i)else:    print("循环正常结束")  # 会执行for i in range(3):    if i == 1:        breakelse:    print("循环正常结束")  # 不会执行

# 传统写法squares = []for x in range(10):    squares.append(x ** 2)# 列表推导式squares = [x ** 2 for x in range(10)]# 带条件的列表推导式even_squares = [x ** 2 for x in range(10) if x % 2 == 0]# 结果: [0, 4, 16, 36, 64]# 嵌套列表推导式matrix = [[i * j for j in range(1, 4)] for i in range(1, 4)]# 结果: [[1, 2, 3], [2, 4, 6], [3, 6, 9]]

# 字典推导式word_lengths = {word: len(word) for word in ["apple", "banana", "cherry"]}# 结果: {'apple': 5, 'banana': 6, 'cherry': 6}# 集合推导式unique_lengths = {len(word) for word in ["apple", "banana", "cherry", "date"]}# 结果: {4, 5, 6}# 生成器表达式（惰性求值）sum_of_squares = sum(x ** 2 for x in range(1000000))  # 内存友好

import time# 测试数据data = list(range(100000))# 方法1: 传统for循环def method_loop():    result = []    for x in data:        if x % 2 == 0:            result.append(x * 2)    return result# 方法2: 列表推导式def method_comprehension():    return [x * 2 for x in data if x % 2 == 0]# 方法3: map + filterdef method_map_filter():    return list(map(lambda x: x * 2, filter(lambda x: x % 2 == 0, data)))# 性能测试for name, func in [("Loop", method_loop),                    ("Comprehension", method_comprehension),                   ("Map+Filter", method_map_filter)]:    start = time.time()    for _ in range(100):        func()    print(f"{name}: {time.time() - start:.4f}s")

import randomdef guessing_game():    """猜数字游戏 - 综合应用条件判断和循环"""    secret = random.randint(1, 100)    attempts = 0    max_attempts = 7    print("=" * 40)    print("🎮 欢迎来到猜数字游戏！")    print(f"我想了一个1-100之间的数字，你有{max_attempts}次机会")    print("=" * 40)    while attempts < max_attempts:        try:            guess = int(input(f"\n第{attempts + 1}次尝试，请输入你的猜测: "))            attempts += 1            if guess < 1 or guess > 100:                print("⚠️ 请输入1-100之间的数字！")                continue            if guess < secret:                print("📉 太小了！再大一点")            elif guess > secret:                print("📈 太大了！再小一点")            else:                print(f"\n🎉 恭喜你！用了{attempts}次就猜对了！")                return        except ValueError:            print("⚠️ 请输入有效的数字！")    print(f"\n😢 游戏结束！正确答案是 {secret}")if __name__ == "__main__":    guessing_game()

def multiplication_table():    """打印九九乘法表 - 嵌套循环应用"""    print("=" * 60)    print("           九九乘法表")    print("=" * 60)    # 左下角版本    print("\n【左下角版本】")    for i in range(1, 10):        for j in range(1, i + 1):            print(f"{j}×{i}={i*j:2}", end="  ")        print()    # 右上角版本    print("\n【右上角版本】")    for i in range(1, 10):        # 打印前导空格        print("      " * (9 - i), end="")        for j in range(i, 10):            print(f"{i}×{j}={i*j:2}", end="  ")        print()multiplication_table()

def fizzbuzz(n=100):    """    FizzBuzz问题：    - 3的倍数输出Fizz    - 5的倍数输出Buzz    - 同时是3和5的倍数输出FizzBuzz    """    results = []    for i in range(1, n + 1):        if i % 15 == 0:            results.append("FizzBuzz")        elif i % 3 == 0:            results.append("Fizz")        elif i % 5 == 0:            results.append("Buzz")        else:            results.append(str(i))    return results# 使用推导式的优雅写法def fizzbuzz_elegant(n=100):    return [        "Fizz" * (i % 3 == 0) + "Buzz" * (i % 5 == 0) or str(i)        for i in range(1, n + 1)    ]# 测试print("前20个结果:")print(fizzbuzz(20))print("\n优雅写法结果:")print(fizzbuzz_elegant(20))

def transpose_matrix(matrix):    """矩阵转置 - 多种实现方式对比"""    # 方法1: 传统循环    def method_loop(m):        rows, cols = len(m), len(m[0])        result = []        for j in range(cols):            new_row = []            for i in range(rows):                new_row.append(m[i][j])            result.append(new_row)        return result    # 方法2: 列表推导式    def method_comprehension(m):        return [[m[i][j] for i in range(len(m))] for j in range(len(m[0]))]    # 方法3: zip函数（最Pythonic）    def method_zip(m):        return [list(row) for row in zip(*m)]    # 测试    print("原始矩阵:")    for row in matrix:        print(row)    print("\n转置后 (zip方法):")    result = method_zip(matrix)    for row in result:        print(row)    return result# 测试matrix = [    [1, 2, 3],    [4, 5, 6],    [7, 8, 9]]transpose_matrix(matrix)

# ❌ 错误：在循环中修改正在迭代的列表numbers = [1, 2, 3, 4, 5]for n in numbers:    if n % 2 == 0:        numbers.remove(n)  # 危险！会导致跳过元素print(numbers)  # 结果可能不符合预期# ✅ 正确：创建新列表或遍历副本numbers = [1, 2, 3, 4, 5]numbers = [n for n in numbers if n % 2 != 0]  # 推荐# 或for n in numbers[:]:  # 遍历副本    if n % 2 == 0:        numbers.remove(n)

# ❌ 容易混淆：range是左闭右开for i in range(1, 5):    print(i)  # 输出 1, 2, 3, 4（不包含5）# ✅ 记忆技巧：range(start, stop) 包含start，不包含stop# range(n) 等价于 range(0, n)

# Python 3中，循环变量不会泄漏到外部作用域for i in range(5):    passprint(i)  # Python 3中输出 4（最后一次的值）# 但在列表推导式中，变量不会泄漏x = 'before'[y for x in range(5)]print(x)  # 输出 'before'（Python 3中）

# ❌ 不推荐if len(my_list) == 0:    print("列表为空")# ✅ 推荐：直接使用真值测试if not my_list:    print("列表为空")if my_list:  # 列表非空    print("列表有元素")