Python 分支控制

目錄

• Python 分支控制
  • if 語句
  • for 語句
  • while 語句
  • range() 函數
  • break/continue/else 子句
  • 例外處理

if 語句

x = int(input("請輸入一個整數: "))
if x < 0:
    x = 0
    print('負數改為 0')
elif x == 0:
    print('0')
elif x == 1:
    print('1')
else:
    print('比 1 大')

可以有零個或多個 elif 部分，以及一個可選的 else 部分。 關鍵字 'elif' 是 'else if' 的縮寫，適合用於避免過多的縮進。 一個 if ... elif ... elif ... 序列可以看作是其他語言中的 switch 或 case 語句的替代，在 Python 中是沒有 Switch/Case 語句的。

for 語句

Python 中的 for 語句與 C 或 Pascal 中可能用到的有所不同。 Python 中的 for 語句並不總是對算術遞增的數值進行疊代（如同 Pascal），或是給予用戶定義疊代步驟和暫停條件的能力（如同 C），而是對任意序列進行疊代（例如列表或字符串），內容的疊代順序與它們在序列中出現的順序一致；利用 enumerate() 內建函數遍歷並獲取元素和對應索引；Python 的強大特性之一是其對列表的解析，它提供一種緊湊的方法，可以通過對列表中的每個元素應用一個函數，從而將一個列表映射為另一個列表。

words = ['cat', 'window', 'defenestrate']
# 對任意序列進行疊代
for w in words:
    print(w, len(w))
  
# 遍歷並獲取元素和對應索引
for w in enumerate(words):
    print(w)
  
# 列表映射
newwords = [word*2 for word in words] 
print(newwords)
  
dic = {"program":"Python", "database":"mysql"}
#利用列表映射取出鍵
keys = [k for k, v in dic.items()]
print(keys)

如果在循環內需要修改序列中的值（比如重複某些選中的元素），推薦先拷貝一份副本。對序列進行循環不代表製作了一個副本進行操作。切片操作使這件事非常簡單：

words = ['cat', 'window', 'defenestrate']
for w in words[:]:
    if len(w) > 6:
        words.insert(0, w)
  
print(words)

如果寫成 for w in words: ，這個範例就會新增無限長的列表，一次又一次重複地插入 defenestrate。

while 語句

可以根據 while 後面的判斷是來決定何時離開迴圈，以下範例就是利用輾轉相除法，逐次用較小數去除較大數的餘數，直到餘數是 0 為止。那麼，最後一個除數就是所求的最大公約數，所以判斷結束的條件就是餘數為 0 。

a, b = map(int, input("請輸入兩個整數: ").split())
if (b > a): # 確保 a > b
    a, b = b, a
while (a % b):
    a, b = b, (a % b)
print("最大公約數為", b)    

range() 函數

如果需要遍歷一個數字序列，內建函數 range() 會派上用場。它生成算術級數，給定的終止數值並不在要生成的序列里。range也可以以另一個數字開頭，或者以指定的幅度增加（甚至是負數；有時這也被叫做 '步進'）

# 算術級數： 0, 1, 2, 3, 4
for i in range(5):
    print(i)
  
# 步進  0, 3, 6, 9
for i in range(0, 10, 3)
   print(i)
  
# 負數步進 -10, -40, -70
for i in range(-10, -100, -30)
   print(i)

如果你只打印 range，會出現奇怪的結果:

>>> print(range(10))
range(0, 10)

range() 所返回的對象在許多方面表現得像一個列表，但實際上卻並不是。此對象會在你疊代它時基於所希望的序列返回連續的項，但它沒有真正生成列表，這樣就能節省空間。函數 list() 是從可疊代對象中新增列表。

>>> list(range(5))
[0, 1, 2, 3, 4]

break/continue/else 子句

break 語句，和 C 中的類似，用於跳出最近的 for 或 while 循環，循環語句可能帶有一個 else 子句；它會在循環遍歷完列表 (使用 for) 或是在條件變為假 (使用 while) 的時候被執行，但是不會在循環被 break 語句終止時被執行。 這可以通過以下搜索質數 (prime number) 的循環為例來進行說明:

for n in range(2, 10):
    for x in range(2, n):
        if n % x == 0: # 可被整除，所以非質數
            print(n, ' 可被整除，不是質數')
            break
    else:
        print(n, ' 是質數')
  
---------------------------------------
# 輸出結果如下：
2  是質數
3  是質數
4  可被整除，不是質數
5  是質數
6  可被整除，不是質數
7  是質數
8  可被整除，不是質數
9  可被整除，不是質數

（仔細看： else 子句屬於 for 循環， 不屬於 if 語句。）

continue 語句表示繼續循環中的下一次疊代:

for num in range(2, 10):
    if num % 2 == 0:
        print("找到一個偶數", num)
        continue
    print("找到一個奇數", num)
  
---------------------------------------
# 輸出結果如下：
找到一個偶數 2
找到一個奇數 3
找到一個偶數 4
找到一個奇數 5
找到一個偶數 6
找到一個奇數 7
找到一個偶數 8
找到一個奇數 9    

pass 語句什麼也不做。當語法上需要一個語句，但程序需要什麼動作也不做時，可以使用它。例如:

>>>
>>> while True:
...     pass  # Busy-wait for keyboard interrupt (Ctrl+C)
  

例外處理

執行 Python 程式的時候，透過「例外處理」的機制，能夠在發生錯誤時進行對應的動作，不僅能保護整個程式的流程，也能夠掌握問題出現的位置，馬上進行修正。

使用 try, except, else 和 finally，try 區塊中的程式碼是要進行保護 ( 或測試 )，如果發生錯誤時會進入到 except 區塊，如果正常執行則進入到 else 區塊，不管是發生錯誤與否，最終都會進入 finally區塊。
下方的例子是希望用戶輸入一個整數n，並對整數n加1，儲存到s中，並印出結果。但是，如果用戶輸入文字串，則會發生無法轉換為整數的錯誤，因此發生錯誤，進而造成錯誤發生。

try:             # 使用 try，測試內容是否正確
    n = int(input('輸入數字n：'))
    s = n + 1
except Exception as err:   # 如果 try 的內容發生錯誤，就執行 except 裡的內容
    print('發生格式錯誤',err)
    print('錯誤類型', type(err))
else:
    print(f'數字n = {n}, 加 1 後為 {s}')
finally:
    print('一定會印出來的一段話')
--------------------------------------
# 輸出結果如下：
輸入數字n：10
數字n = 10, 加 1 後為 11
一定會印出來的一段話

或是

輸入數字n：a
發生格式錯誤 invalid literal for int() with base 10: 'a'
錯誤類型 <class 'ValueError'>
一定會印出來的一段話

如上所示，except 的錯誤資訊會根據不同的情況而有所不同，以下列出常見的幾種錯誤資訊，詳細錯誤資訊參考 Built-in Exceptions

所以程式可以改為針對不同錯誤，給予不同的錯誤提示，如下所示

try:             # 使用 try，測試內容是否正確
    n = int(input('輸入數字n：'))
    s = n + 1
except ValueError:
    print('不可輸入整數以外的值')    
except Exception as err:   # 如果 try 的內容發生錯誤，就執行 except 裡的內容
    print('發生格式錯誤',err)
    print('錯誤類型', type(err))
else:
    print(f'數字n = {n}, 加 1 後為 {s}')
finally:
    print('一定會印出來的一段話')
---------------------------------------
# 輸出結果如下：
輸入數字n：a
不可輸入整數以外的值
一定會印出來的一段話