程序流
Python 解釋器在其最簡單的級別，以類似的方式操作，即從程序的頂端開始，然后一行一行地順序執行程序語句。例如，清單 1 展示了幾個簡單的語句。當把它們鍵入 Python 解釋器中（或者將它們保存在一個文件中，并作為一個 Python 程序來執行）時，讀取語句的順序是從左到右。 當讀到一個行結束符（比如換行符）時，Python 解釋器就前進到下一行并繼續，直到沒有了代碼行。
清單 1. 一個簡單的 Python 程序
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>>> i = 1>>> type(i)<type 'int'>>>> l = [0, 1, 2, 3, 4]>>> l * i[0, 1, 2, 3, 4] |
在本例中，語句以簡單的順序一個接一個。但是情況并不總是線性的。考慮一個個人的例子。您今天早上醒來，聽了交通或天氣報告（或者兩者都聽了）。根據交通報告，您可能選擇了一條不同的上班路線；或者類似地，根據天氣報告，您為周末計劃了不同的活動。您的對策并不簡單；根據您所獲得的信息，生活的自然順序迂回而曲折。
Python 像大多數編程語言一樣，通過使用流控制語句，也可以以這種方式操作。在 Python 中，有 3 種基本的流控制語句：
- if 語句，它基于測試表達式的結果執行一個特定的語句塊。
- while 循環，它當一個測試表達式為 true 時執行一個語句塊。
- for 循環，它對一個語句塊執行一定次數。
這個列表相當簡單，并且您可能從其他編程語言認識了這些流控制語句。但是您可能在想，語句塊 是什么意思呢。在清單 1 中，您看到了幾個簡單的語句，包括一個變量初始化、一個方法調用（type 方法）和一個乘法操作。這些語句執行一個簡單的操作，因此把它們叫做簡單語句。
Python 也具有復合語句，即相關語句形成的語句組，其中包括簡單和（可能）附加的復雜語句。例如，根據表達式的值（對個人來說，可能是對“今天的天氣晴朗嗎”之類問題的答案），一個復合語句可能執行不同的操作或者對一個操作重復多次。這一描述似乎有些類似于前一段的流控制描述。當然應該類似，因為流控制語句就是復合語句。
一個復合語句包括一個流控制指令，后跟一個冒號（:），然后再是一個程序語句塊。語句塊由一個或多個簡單語句和復合語句組成。清單 2 中提供了一個簡單的偽代碼例子。
清單 2. 一個偽代碼例子展示了簡單語句和復雜語句
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simple statement onecompound statement one: simple statement two simple statement three compound statement two: simple statement foursimple statement five |
該語法看起來既熟悉又陌生，并且兩種感覺來自相同的事情：縮進。在列大綱或步驟時，您可能會使用不同級別的縮進來分隔每一項，使得列出來的東西更加清晰可讀。Python 遵循這一模型，使用縮進來分隔代碼塊與程序的其余部分。其他編程語言使用特殊的字符來區分代碼塊，比如基于 C 的語言中的花括號（{ 和 }）。這些其他語言也鼓勵程序員使用縮進，以改善程序的可讀性。
另一方面，Python 需要縮進以指示代碼塊。如果沒有正確地縮進，Python 解釋器會拋出異常。可以使用制表符來標記縮進，但是一般推薦使用空格。（為了一致性，我總是使用 4 個空格來縮進代碼塊。）理由很簡單：空格字符只有一種解釋方式。另一方面，制表符可以有不同的解釋方式，根據所使用的平臺或工具，可以解釋為 2 個、4 個、6 個甚至 8 個空格。
增強程序可讀性
縮進要求可能是 Python 的一個基本指導原則 —— Python 程序應該易于讀和理解 —— 的最佳例子。但是這就跟工具一樣，頑固分子也可能會編寫晦澀的 Python 代碼。例如，螺絲起子是用來起螺絲的，但是有時您也可能用來打開油漆蓋子。
兩個其他特性有助于編寫易讀的 Python 程序，并且這兩者都遵循前面所用的書的比喻。首先，書中的行不會延伸到頁面外面，都有固定的長度。其次，書中的行不是以特殊符號（比如分號）結束。這兩個特性都貫穿于編寫 Python 程序的過程中。
如果某個程序行太長，可以在文件中的下一物理行繼續這一行。沒有硬性規定一個代碼行應該多長。但是一般限制為 80 個字符，這容易適合大多數顯示器的一個打印頁面。有幾種方式來擴展超過一行的代碼語句：
- 三引號字符串可以擴展到多個行。
- 括號中的表達式可以擴展到多個行。
- 可以使用繼續字符（\）來在多行分割語句。
在 Python 中，不需要使用特殊字符（或符號）來指示語句的結束。這與有些語言不同。例如，基于 C 的語言使用分號（;）來指示代碼行的結束。然而，有時候需要在一行放多個程序語句，例如初始化變量時。在這樣的情況下，可以使用分號來分隔單個語句。
清單 3 中演示了這兩種技術。
清單 3. 演示 Python 的可讀性技術
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>>> i1 = 10 ; i2 = 20 ; i3 = 30>>>>>> b = ((i1 < 20) and... (i2 < 30) and... (i3 < 40))>>> bTrue>>>>>> b = (i1 < 20) and \... (i2 < 30) and \... (i3 < 40)>>> >>> bTrue |
注意清單 3 中擴展到多個行的程序語句是如何縮進以改善可讀性的。在本例中，縮進不是強制性的，就跟一個復合語句一樣。但是正如您所見，縮進改善了程序的外觀，因而強烈推薦進行縮進。
if 語句
最簡單的流控制語句是 if 語句，它的基本語法在清單 4 中的偽代碼中演示了。if 語句在一個布爾表達式計算為 True 時執行一個程序語句塊。if 語句支持一個可選的 else 子句，指示當布爾表達式計算為 False 時應該處理的程序語句塊。
清單 4. if 語句的基本語法
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if(expression one): # Action to take if expression one evaluates Trueelse: # Action to take if all expression one evaluates False |
如果您使用過其他編程語言，那么該語法看起來可能既熟悉又陌生。相似之處在于 if 語句的一般格式、名稱、用于確定如何分支語句執行流的表達式的計算，以及用于處理當表達式計算為 False 時的情況的 else 子句。但是有兩個方面是完全特定于 Python 的：帶有冒號字符的 if 和 else 語句的終止，以及 if 和 else 塊中語句的縮進。正如所提到的，這兩個特征是 Python 中流控制語句所必需的。
在清單 5 中，一個簡單的 if/else 條件測試一個給定的數字是奇數還是偶數，并打印出結果。
清單 5. 一個簡單的 if 語句例子
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>>> i = 8>>> if(i % 2):... print "Odd Number"... else:... print "Even Number"... Even Number |
一個似乎有些混亂的地方是 if 語句后面每一行前面的三個點（...）。當鍵入 if 語句和終止的冒號，并按鍵盤上的回車鍵時，Python 解釋器就知道您輸入了一個復合語句。因此，它就將提示符從三個大于符號（>>>）改為三個點（...）。因為 Python 需要縮進以錯開當表達式計算為 True 或 False 時應該執行的語句塊，所以兩個 print 語句都縮進了 4 個空格。
if 語句（以及本文后面討論的 elif 子句和 while 循環）中的表達式可以很復雜。它可以包括多個使用 Python 中支持的不同關系運算符的子表達式。而子表達式又可使用 and、or 和 not 邏輯運算符組合起來。本系列的第一篇文章“探索 Python，第 1 部分：Python 的內置數值類型”，包含更多關于布爾表達式和 Python 中不同關系和邏輯運算符的信息。
至此，已經看到了 if 語句可以如何用于根據一個特定布爾表達式的值，來執行兩個程序語句塊中的其中一個。然而在有些情況下，可能需要更多的選擇。幸運的是，Python 提供了 if 語句的一個簡單擴展。提供的解決方案非常簡單：給 else 子句添加一個額外的 if 語句。結果是一個 else if 語句，簡寫為 elif，如清單 6 所示。
清單 6. 使用 elif 語句
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>>> i = -8>>> if(i > 0):... print "Positive Integer"... elif(i < 0):... print "Negative Integer"... else:... print "Zero"... Negative Integer |
本例只包含一個 elif 語句，而實際中可根據程序需要包含任意多個。盡管它不是最優的解決方案，但是多個 elif 語句可以用于模擬其他一些語言中的 switch case 語句。
while 循環
Python 中的第二種流控制語句是 while 循環，它在一個表達式計算為 True 時執行一個程序語句塊。while 循環與 if 語句一樣，支持一個可選的 else 子句，其中包含一個當表達式計算為 False 時執行的程序語句塊。但是對于 while 循環，這意味著在循環終止后，else 子句中的代碼被執行一次（參見清單 7 中的偽代碼）。
清單 7. while 循環的偽代碼
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while (expression): # statements to execute while loop expression is Trueelse: # statements to execute when loop expression is False |
理解了 if 語句之后，while 循環理解起來就相當簡單了。但是一定要知道，循環一直要執行到表達式計算為 False。這意味著循環體中執行的程序語句必須要改變表達式的值，否則循環將無法結束。如清單 8 所示。
清單 8. while 循環的一個簡單例子
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>>> i = 0 ; x = 10>>> while(x > 0):... i+=1 ; x -= 1... else:... print i, x... 10 0 |
該例演示了幾件事情。首先，它在一行中組合了變量初始化和變量修改：在本例中是 i 和 x 變量。其次，分別使用縮寫形式的運算符 += 和 -= 來遞增 i 的值和遞減 x 的值。在本例中，循環開始時 x 的值為 10。每通過一次循環，x 的值就遞減 1。最后，x 的值為 0，此時循環退出，并執行 else 子句中的代碼，打印出兩個變量的值。
while 循環（與本文后面介紹的 for 循環一樣）支持三種附加語句：
- continue
- break
- pass
continue 和 break 語句分別用于在 while 循環中繼續下一次循環或中斷循環。這兩個語句通常放在 if 語句體中，以便由一個特殊的條件觸發 continue 或 break 操作。break 語句的一個特殊特性是，它完全中斷循環，并跳轉到循環下面的任一個 else 子句。
pass 語句什么都不做。它用作一個占位符，即在需要一個語句，但是程序邏輯不需要操作時使用。清單 9 中演示了這三種語句。
清單 9. 使用 continue、break 和 pass 語句
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>>> i = 1>>> while(i < 1000):... i *= 5... if(i % 25):... continue... if not (i % 125): ... break... if not (i % 1000):... pass... else:... print i... >>> print i125 |
這個虛構的例子一直循環到變量 i 大于或等于 1,000。在循環中，將 i 乘以 5，然后測試 i 是否被 25 整除。記住，您只在表達式為 True 時執行 if 語句體。該表達式在當變量 i 不能被 25 整除時計算為 True。（在 Python 表達式中，非零數被計算為布爾值 True。）
循環體中的下一個語句是第二個 if 語句，它測試變量 i 是否能被 125 整除，但是該表達式前面加了一個 not 運算符。因此，當變量 i 的值能被 125 整除時執行第二個 if 語句體。此時，break 語句導致程序執行中斷 while 循環，跳轉到 else 子句。
最后一個 if 語句永遠不會執行，只是用于演示如何在程序中編寫 pass 語句。在后續文章中，將會介紹 pass 語句更相關的一些情況。
通過跟蹤程序的邏輯流可以看到，第一次通過循環后，變量 i 的值變為 5。第一個 if 語句計算為 True，因為 5 不能被 25 整除。這就會第二次進入 while 循環，這次變量 i 變成了 25。現在第一個 if 語句計算為 False，因為 25 能被 25 整除。第二個和第三個 if 語句也計算為 False，意味著第三次進入循環。這次變量 i 變成了 125，并且第一個 if 語句計算為 False。
但是第二個 if 語句計算為 True，因為變量 i 能被 125 整除（并且 not 運算符將結果 0 轉換成布爾值 True）。這導致執行 break 語句，中斷循環。else 子句永遠不被執行，所以直到顯式使用 print 語句之前不會輸出任何東西。
for 循環
Python 中的 for 循環很特殊，與 Python 編程語言中內置的容器數據類型緊密相關。當您在現實生活中有一個容器對象（比如書包）時，您通常想要看它所包含的東西。在編寫 Python 程序時也是這樣的。當需要對某件事情做一定的次數時（就像針對容器中的每一項一樣），可使用 for 循環。清單 10 中的偽代碼格式演示了 for 循環。
清單 10. for 循環的偽代碼
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for item in container: # action to repeat for each item in the containerelse: # action to take once we have finished the loop. |
由于 Python 容器類型的豐富特性，for 循環非常強大。本質上，for 循環涉及到一個迭代器（iterator），用于在集合中逐項移動。本系列的下一篇文章將更加詳細地介紹 for 循環，以及如何正確地將它與不同容器類型一起使用。
本文介紹了三種 Python 程序語句：if 語句、while 循環和 for 循環。這三種語句通過選擇執行哪些語句，或者通過多次執行一組語句，讓您可以改變程序流。在后續文章中將大量用到這些語句。復合語句的特性引入了 Python 程序中的適當縮進特性，這使得 Python 程序易于讀和理解。
