07 修炼基本功：条件与循环 你好，我是景霄。

前面几节，我们一起学习了列表、元组、字典、集合和字符串等一系列Python的基本数据类型。但是，如何把这一个个基本的数据结构类型串接起来，组成一手漂亮的代码呢？这就是我们今天所要讨论的“条件与循环”。

我习惯把“条件与循环”，叫做编程中的基本功。为什么称它为基本功呢？因为它控制着代码的逻辑，可以说是程序的中枢系统。如果把写程序比作盖楼房，那么条件与循环就是楼房的根基，其他所有东西都是在此基础上构建而成。

毫不夸张地说，写一手简洁易读的条件与循环代码，对提高程序整体的质量至关重要。

条件语句

首先，我们一起来看一下Python的条件语句，用法很简单。比如，我想要表示y= x 这个函数，那么相应的代码便是：
/# y = x if x < 0: y = -x else: y = x

和其他语言不一样，我们不能在条件语句中加括号，写成下面这样的格式。

if (x < 0)

但需要注意的是，在条件语句的末尾必须加上冒号（:），这是Python特定的语法规范。

由于Python不支持switch语句，因此，当存在多个条件判断时，我们需要用else if来实现，这在Python中的表达是elif。语法如下： if condition_1: statement_1 elif condition_2: statement_2 … elif condition_i: statement_i else: statement_n

整个条件语句是顺序执行的，如果遇到一个条件满足，比如condition_i满足时，在执行完statement_i后，便会退出整个if、elif、else条件语句，而不会继续向下执行。这个语句在工作中很常用，比如下面的这个例子。

实际工作中，我们经常用ID表示一个事物的属性，然后进行条件判断并且输出。比如，在integrity的工作中，通常用0、1、2分别表示一部电影的色情暴力程度。其中，0的程度最高，是red级别；1其次，是yellow级别；2代表没有质量问题，属于green。

如果给定一个ID，要求输出某部电影的质量评级，则代码如下： if id == 0: print(‘red’) elif id == 1: print(‘yellow’) else: print(‘green’)

不过要注意，if语句是可以单独使用的，但elif、else都必须和if成对使用。

另外，在我们进行条件判断时， 不少人喜欢省略判断的条件，比如写成下面这样： if s: /# s is a string … if l: /# l is a list … if i: /# i is an int … …

关于省略判断条件的常见用法，我大概总结了一下：

不过，切记，在实际写代码时，我们鼓励，除了boolean类型的数据，条件判断最好是显性的。比如，在判断一个整型数是否为0时，我们最好写出判断的条件： if i != 0: …

而不是只写出变量名：

if i: …

循环语句

讲完了条件语句，我们接着来看循环语句。所谓循环，顾名思义，本质上就是遍历集合中的元素。和其他语言一样，Python中的循环一般通过for循环和while循环实现。

比如，我们有一个列表，需要遍历列表中的所有元素并打印输出，代码如下： l = [1, 2, 3, 4] for item in l: print(item) 1 2 3 4

你看，是不是很简单呢？

其实，Python中的数据结构只要是可迭代的（iterable），比如列表、集合等等，那么都可以通过下面这种方式遍历： for item in : ...

这里需要单独强调一下字典。字典本身只有键是可迭代的，如果我们要遍历它的值或者是键值对，就需要通过其内置的函数values()或者items()实现。其中，values()返回字典的值的集合，items()返回键值对的集合。

d = {‘name’: ‘jason’, ‘dob’: ‘2000-01-01’, ‘gender’: ‘male’} for k in d: /# 遍历字典的键 print(k) name dob gender for v in d.values(): /# 遍历字典的值 print(v) jason 2000-01-01 male for k, v in d.items(): /# 遍历字典的键值对 print(‘key: {}, value: {}’.format(k, v)) key: name, value: jason key: dob, value: 2000-01-01 key: gender, value: male

看到这里你也许会问，有没有办法通过集合中的索引来遍历元素呢？当然可以，其实这种情况在实际工作中还是很常见的，甚至很多时候，我们还得根据索引来做一些条件判断。

我们通常通过range()这个函数，拿到索引，再去遍历访问集合中的元素。比如下面的代码，遍历一个列表中的元素，当索引小于5时，打印输出： l = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7] for index in range(0, len(l)): if index < 5: print(l[index]) 1 2 3 4 5

当我们同时需要索引和元素时，还有一种更简洁的方式，那就是通过Python内置的函数enumerate()。用它来遍历集合，不仅返回每个元素，并且还返回其对应的索引，这样一来，上面的例子就可以写成:

l = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7] for index, item in enumerate(l): if index < 5: print(item) 1 2 3 4 5

在循环语句中，我们还常常搭配continue和break一起使用。所谓continue，就是让程序跳过当前这层循环，继续执行下面的循环；而break则是指完全跳出所在的整个循环体。在循环中适当加入continue和break，往往能使程序更加简洁、易读。

比如，给定两个字典，分别是产品名称到价格的映射，和产品名称到颜色列表的映射。我们要找出价格小于1000，并且颜色不是红色的所有产品名称和颜色的组合。如果不用continue，代码应该是下面这样的： /# name_price: 产品名称(str)到价格(int)的映射字典 /# name_color: 产品名字(str)到颜色(list of str)的映射字典 for name, price in name_price.items(): if price < 1000: if name in name_color: for color in name_color[name]: if color != ‘red’: print(‘name: {}, color: {}’.format(name, color)) else: print(‘name: {}, color: {}’.format(name, ‘None’))

而加入continue后，代码显然清晰了很多：

/# name_price: 产品名称(str)到价格(int)的映射字典 /# name_color: 产品名字(str)到颜色(list of str)的映射字典 for name, price in name_price.items(): if price >= 1000: continue if name not in name_color: print(‘name: {}, color: {}’.format(name, ‘None’)) continue for color in name_color[name]: if color == ‘red’: continue print(‘name: {}, color: {}’.format(name, color))

我们可以看到，按照第一个版本的写法，从开始一直到打印输出符合条件的产品名称和颜色，共有5层for或者if的嵌套；但第二个版本加入了continue后，只有3层嵌套。

显然，如果代码中出现嵌套里还有嵌套的情况，代码便会变得非常冗余、难读，也不利于后续的调试、修改。因此，我们要尽量避免这种多层嵌套的情况。

前面讲了for循环，对于while循环，原理也是一样的。它表示当condition满足时，一直重复循环内部的操作，直到condition不再满足，就跳出循环体。 while condition: ….

很多时候，for循环和while循环可以互相转换，比如要遍历一个列表，我们用while循环同样可以完成：

l = [1, 2, 3, 4] index = 0 while index < len(l): print(l[index]) index += 1

那么，两者的使用场景又有什么区别呢？

通常来说，如果你只是遍历一个已知的集合，找出满足条件的元素，并进行相应的操作，那么使用for循环更加简洁。但如果你需要在满足某个条件前，不停地重复某些操作，并且没有特定的集合需要去遍历，那么一般则会使用while循环。

比如，某个交互式问答系统，用户输入文字，系统会根据内容做出相应的回答。为了实现这个功能，我们一般会使用while循环，大致代码如下： while True: try: text = input(‘Please enter your questions, enter “q” to exit’) if text == ‘q’: print(‘Exit system’) break … … print(response) except Exception as err: print(‘Encountered error: {}’.format(err)) break

同时需要注意的是，for循环和while循环的效率问题。比如下面的while循环：

i = 0 while i < 1000000: i += 1

和等价的for循环：

for i in range(0, 1000000): pass

究竟哪个效率高呢？

要知道，range()函数是直接由C语言写的，调用它速度非常快。而while循环中的“i += 1”这个操作，得通过Python的解释器间接调用底层的C语言；并且这个简单的操作，又涉及到了对象的创建和删除（因为i是整型，是immutable，i += 1相当于i = new int(i + 1)）。所以，显然，for循环的效率更胜一筹。

条件与循环的复用

前面两部分讲了条件与循环的一些基本操作，接下来，我们重点来看它们的进阶操作，让程序变得更简洁高效。

在阅读代码的时候，你应该常常会发现，有很多将条件与循环并做一行的操作，例如： expression1 if condition else expression2 for item in iterable

将这个表达式分解开来，其实就等同于下面这样的嵌套结构：

for item in iterable: if condition: expression1 else: expression2

而如果没有else语句，则需要写成：

expression for item in iterable if condition

举个例子，比如我们要绘制y = 2/* x + 5 的函数图像，给定集合x的数据点，需要计算出y的数据集合，那么只用一行代码，就可以很轻松地解决问题了：

y = [value /* 2 + 5 if value > 0 else -value /* 2 + 5 for value in x]

再比如我们在处理文件中的字符串时，常常遇到的一个场景：将文件中逐行读取的一个完整语句，按逗号分割单词，去掉首位的空字符，并过滤掉长度小于等于3的单词，最后返回由单词组成的列表。这同样可以简洁地表达成一行：

text = ‘ Today, is, Sunday’ text_list = [s.strip() for s in text.split(‘,’) if len(s.strip()) > 3] print(text_list) [‘Today’, ‘Sunday’]

当然，这样的复用并不仅仅局限于一个循环。比如，给定两个列表x、y，要求返回x、y中所有元素对组成的元组，相等情况除外。那么，你也可以很容易表示出来：

[(xx, yy) for xx in x for yy in y if xx != yy]

这样的写法就等价于：

l = [] for xx in x: for yy in y: if xx != yy: l.append((xx, yy))

熟练之后，你会发现这种写法非常方便。当然，如果遇到逻辑很复杂的复用，你可能会觉得写成一行难以理解、容易出错。那种情况下，用正常的形式表达，也不失为一种好的规范和选择。

总结

今天这节课，我们一起学习了条件与循环的基本概念、进阶用法以及相应的应用。这里，我重点强调几个易错的地方。

  • 在条件语句中，if可以单独使用，但是elif和else必须和if同时搭配使用；而If条件语句的判断，除了boolean类型外，其他的最好显示出来。
  • 在for循环中，如果需要同时访问索引和元素，你可以使用enumerate()函数来简化代码。
  • 写条件与循环时，合理利用continue或者break来避免复杂的嵌套，是十分重要的。
  • 要注意条件与循环的复用，简单功能往往可以用一行直接完成，极大地提高代码质量与效率。

思考题

最后给你留一个思考题。给定下面两个列表attributes和values，要求针对values中每一组子列表value，输出其和attributes中的键对应后的字典，最后返回字典组成的列表。 attributes = [‘name’, ‘dob’, ‘gender’] values = [[‘jason’, ‘2000-01-01’, ‘male’], [‘mike’, ‘1999-01-01’, ‘male’], [‘nancy’, ‘2001-02-01’, ‘female’] ] /# expected output: [{‘name’: ‘jason’, ‘dob’: ‘2000-01-01’, ‘gender’: ‘male’}, {‘name’: ‘mike’, ‘dob’: ‘1999-01-01’, ‘gender’: ‘male’}, {‘name’: ‘nancy’, ‘dob’: ‘2001-02-01’, ‘gender’: ‘female’}]

你能分别用一行和多行条件循环语句，来实现这个功能吗？

欢迎在留言区写下你的答案，还有你今天学习的心得和疑惑，也欢迎你把这篇文章分享给你的同事、朋友。

参考资料

https://learn.lianglianglee.com/%e4%b8%93%e6%a0%8f/Python%e6%a0%b8%e5%bf%83%e6%8a%80%e6%9c%af%e4%b8%8e%e5%ae%9e%e6%88%98/07%20%e4%bf%ae%e7%82%bc%e5%9f%ba%e6%9c%ac%e5%8a%9f%ef%bc%9a%e6%9d%a1%e4%bb%b6%e4%b8%8e%e5%be%aa%e7%8e%af.md