Python核心编程--学习笔记--8--条件与循环

　　本章讲述if、while、for以及与他们搭配的else、elif、break、continue、pass等语句。

1 if语句

　　语法：三部分——关键字if、条件表达式、代码块。（记住冒号）

if cond_expr:
    expr

1.1 多重条件表达式

　　条件表达式可以是一个由not、and、or连接起来的逻辑表达式。

1.2 单一语句的代码块

　　如果代码块只有一行，可以将三部分写在一行，不推荐这样。

2 else语句

　　同C语言中的if...else...，记住冒号。else一定要与和它搭配的if对齐。

if cond_expr:
    expr0
else:
    expr1

3 elif语句

　　类似于C中使用else if。if后面只可以配一个else，但是可以有多个elif。

if cond_expr0:
    expr0
elif cond_expr1:
    expr1
elif cond_expr2:
    expr2
else:
    expr3

　　如果出现这种形式的用法：

if user.cmd == 'create':
　　action = "create item"
elif user.cmd == 'delete':
　　action = 'delete item'
elif user.cmd == 'update':
　　action = 'update item'
else:
　　action = 'invalid choice... try again!' 

　　不如使用元组或字典来判断成员，效率更高，顺便复习一下之前学到的知识：

#判断元组成员
if user.cmd in ('create', 'delete', 'update'):
　　action = '%s item' % user.cmd
else:
　　action = 'invalid choice... try again!' 

#判断字典成员，并使用字典方法
msgs    = {'create': 'create item', 'delete': 'delete item', 'update': 'update item'}
default = 'invalid choice... try again!'
action  = msgs.get(user.cmd, default)

4 条件表达式

　　即C语言中的?:表达式。C语言中的 cond ? A : B   等价于  Python中的 A if cond else B  。

5 while语句

5.1 语法

　　类似C语言中while的用法，记住冒号：

while cond_expr:
    expr

5.2 计数循环

>>> count = 0
>>> while count < 9:
...     print 'index is', count
...     count += 1

5.3 无限循环

　　死循环，while True:  ，很多通讯服务器的客户端/服务端就采用无限循环。

6 for语句

　　Python中最强大的循环结构，可以遍历序列成员，可以用在“列表解析”和“生成器表达式”中，它会自动地调用迭代器的next()方法，捕获StopIteration异常并结束循环，这一切都是在内部发生的。

6.1 语法

for iter_val in iterable:
    expr

　　序列可以直接迭代，而且比通过索引迭代更有效率。可以通过enumerate()的返回值同时迭代索引和元素。

6.2 用于迭代器类型

　　迭代器对象有一个next()方法，调用它则返回下一个元素，迭代结束后引发一个StopIteration异常。

>>> it = reversed( range(3) )    #reversed函数返回一个迭代器，它是参数的逆序
>>> it.next()
2
>>> it.next()
1
>>> it.next()
0
>>> it.next()
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
StopIteration

　　for语句迭代一个迭代器时，在内部调用next()方法，并自动捕获异常。

6.3 range()内建函数

　　返回一个包含数值的列表。有三种语法，完整的和简略的：

 range(start, end, step = 1)  #完整语法，返回一个列表，包含[start, end - 1]
 range(start, end)            #步长默认为1
 range(end)                   #开始默认为0，步长默认为1

6.4 xrange()内建函数

　　和range()很相似，参数一样。不过它返回一个xrange对象，可迭代。在数据量很大时，比range()高效且节省内存。（即数据是按需计算）

6.5 与序列相关的内建函数

　　以下函数都返回一个可迭代的对象：

 sorted()    #返回一个序列
 zip()       #返回一个序列

 reversed()  #返回一个迭代器
 enumerate() #返回一个迭代器

7 break语句

　　类似于C语言里的break，用于退出循环。

8 continue语句

　　类似于C语言里的continue，忽略循环中的剩余语句，立即回到循环头，检查条件表达式，进行下一次循环或退出循环。

9 pass语句

　　NOP，即no operation。对于想好结构，没有想好具体代码的程序，可以作为一个占位语句。类似C语言的空语句 {} 或 ;  。

10 用在循环中的else

　　else与while或for对齐使用，当循环正常结束时（非break）执行else里的语句。可以认为它与循环的判断条件（当成一个if）搭配使用。

#!/usr/bin/env python 

for i in range(3):
    if i == 1:
        break    #跳出循环，不执行后面的else语句
    print i
else:
    print 'loop over'

$ python pytest.py   #执行脚本
0

　　将break改成continue，最终循环也是正常结束的（即循环的判断条件失败时推出的循环），则执行else语句：

$ python pytest.py
0
2
loop over

11 迭代器

• 迭代器为类序列对象提供一个类序列接口，可以用它来迭代不是序列但是表现出序列行为的对象（比如字典、文件等）。
• 迭代字典，结果就是遍历dict.keys()返回的列表；迭代文件对象，结果就是遍历fp.readlines()返回的列表。
• 序列迭代的时候可以修改成员，其他对象不可以修改，也不推荐迭代的时候修改。
• iter()可以为一个序列或者集合等生成其迭代器。

12 列表解析

　　语法：

[expr for iter_val in iterable]

　　例如：

#一维列表
>>> [x*x for x in range(3)]
[0, 1, 4]

#二维列表
>>> [(x, y**2) for x in range(2) for y in range(3)]
[(0, 0), (0, 1), (0, 4), (1, 0), (1, 1), (1, 4)]

　　扩展形式，对迭代变量加一个条件：

>>> [x*x for x in range(4) if x % 2]     #只求奇数的平方
[1, 9]

13 生成器表达式

　　语法和列表解析类似：

(expr for iter_val in iterable)　　#这里是小括号

　　类似于range和xrange的区别，列表解析会返回一个列表，数据量大时占用大量内存；生成器表达式则是返回一个生成器，调用next()方法时计算并返回一个数据。

14 模块

　　Python有一个模块itertools，用于辅助使用迭代器。

练习题

8–4 素数。编写函数，函数名为isprime()。如果输入的是一个素数，那么返回True，否则返回False。

 #!/usr/bin/env python 

 import math

 def isprime(num):
     if type(num) is not type(1) or num < 2:
         print 'You should input an integer >= 2'
         return
     for i in range(2, int(math.sqrt(num)) + 1):
         if not num % i:
             return False
     return True

8-4

8-5 约数。完成一个名为getfactors()的函数。它接受一个整数作为参数，返回它所有约数的列表，包括1和它本身。

 #!/usr/bin/env python 

 def getfactors(num):
     factors = []
     for i in range(1, num + 1):
         if not num % i:
             factors.append(i)
     return factors

8-5

8–6 素因子分解。以刚才练习中的isprime()和getfactors()函数为基础编写一个函数，它接受一个整数作为参数，返回该整数所有素数因子的列表。这个过程叫做求素因子分解，它输出的所有因子之积应该是原来的数字。注意列表里可能有重复的元素。例如输入20，返回结果应该是[2, 2, 5]。

 #!/usr/bin/env python

 def getprimefactors(num):
     primefactors = []
     while num != 1:
         for i in range(2, num + 1):
             if isprime(i) and not num % i:   #调用isprime()
                 primefactors.append(i)
                 num /= i
                 break
     return primefactors

8-6

8–7 全数。完全数被定义为这样的数字：它的约数(不包括它自己)之和为它本身。例如：6的约数是1、2、3，因为1 + 2 + 3 = 6，所以6被认为是一个完全数。编写一个名为isperfect()的函数，它接受一个整数作为参数，如果这个数字是完全数，返回1；否则返回0。

 #!/usr/bin/env python 

 def isperfect(num):
     if sum( getfactors(num) ) - num == num:   #调用getfactors()
         return 1
     return 0

8-7