[新手向] Python 入门（2）

条件语句

正常情况下，我们的程序是按照顺序执行的，即从上到下，逐行执行。但是有时候我们需要根据不同的情况执行不同的代码，这时候就需要用到条件语句。

if-else 语句

条件语句最为经典的就是 if-else 语句，它的语法如下：

1
if condition:
2
    # 如果 condition 为真，执行这里的代码
3
else:
4
    # 如果 condition 为假，执行这里的代码

这里我们需要说明一下，Python 中的代码块是通过缩进来划分的，而不是 C Family 中的花括号 {}。在 Python 中，缩进是非常非常严格的。

上面的代码中，if 和 else 在同一缩进位，说明二者是同一级别。而 if 下面的代码块是缩进的，说明这些代码是在 if 为真的情况下执行的。同理，else 下面的代码块也是缩进的，说明这些代码是在 if 为假的情况下执行的。

再来看上面这段代码的意思。这段代码是说，如果 condition 为真，那么执行 if 下面的代码块；否则，执行 else 下面的代码块。

else 一定是和 if 搭配使用的，但是 else 是可选的。如果没有 else，那么当 if 为假的时候，就不会执行任何代码。比如：

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if condition:
2
    # 如果 condition 为真，执行这里的代码

上面这段代码就是说，如果 condition 为真，那么执行 if 下面的代码块；否则，不执行任何代码。

if-elif-else 语句

有时候我们需要判断多个条件，这时候就需要用到 if-elif-else 语句。elif 是 else if 的缩写，它的语法如下：

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if condition1:
2
    # 如果 condition1 为真，执行这里的代码
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elif condition2:
4
    # 如果 condition1 为假，condition2 为真，执行这里的代码
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else:
6
    # 如果 condition1 和 condition2 都为假，执行这里的代码

这段代码是说，如果 condition1 为真，那么执行 if 下面的代码块；否则，即 condition1 为假，condition2 为真，那么执行 elif 下面的代码块；否则，即 condition1 和 condition2 都为假，那么执行 else 下面的代码块。

循环语句

循环语句是用来重复执行一段代码的。比如，你有大量的逻辑需要重复执行，那么为了节省代码量，你应该使用循环语句。这些情况比如，遍历一个列表，或者重复执行某个操作。

for 循环

for 循环是最常用的循环语句，它的语法如下：

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iterable = [1, 2, 3, 4, 5]
2
for item in iterable:
3
    # 对 iterable 中的每个 item 执行这里的代码

这段代码是说，对 iterable 中的每个 item，执行 for 下面的代码块。item 是一个临时的变量，它会依次取 iterable 中的每个元素。

iterable 可以是任何可迭代对象，比如列表、元组、字符串等。for 循环会遍历这个可迭代对象中的每个元素。

如果你没有一个列表，但想要循环一定次数，你可以使用 range 函数：

1
for i in range(5):
2
    # 对 0, 1, 2, 3, 4 执行这里的代码

range 函数会生成一个从 0 到 4 的整数序列，for 循环会遍历这个序列中的每个元素。

while 循环

while 循环是另一种常用的循环语句，它的语法如下：

1
condition = True
2
while condition:
3
    # 只要 condition 为真，就一直执行这里的代码

这段代码是说，只要 condition 为真，就一直执行 while 下面的代码块。condition 是一个布尔值，当它为真的时候，就会执行 while 下面的代码块。

while 循环是一个入口控制循环，即在循环开始之前，先判断条件是否为真，只有条件为真的时候，才会执行循环体。

循环嵌套

循环语句可以嵌套，即在一个循环体中再放入另一个循环体。比如，我们可以用两个循环来遍历一个二维列表：

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matrix = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]
2
for row in matrix:
3
    for item in row:
4
        # 对 matrix 中的每个 item 执行这里的代码

break 和 continue

在循环中，我们可以使用 break 和 continue 来控制循环的执行。break 会立即终止整个循环，而 continue 会终止当前这一次循环，直接进入下一次循环。

比如，我们可以用 break 来提前终止循环：

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for i in range(10):
2
    if i == 5:
3
        break
4
    print(i)

这段代码会打印出 0 到 4，当 i 等于 5 的时候，break 会终止整个循环。

而我们可以用 continue 来跳过某一次循环：

1
for i in range(10):
2
    if i == 5:
3
        continue
4
    print(i)

这段代码会打印出 0 到 9，但不包括 5，因为当 i 等于 5 的时候，continue 会跳过这一次循环，直接进入下一次循环。

函数

我和许多人讲编程的时候都有讲到函数的概念，就我个人的教学经验而言，函数是为数不多的新手程序员在早期可能完全无法理解的概念之一。但是，函数是编程中非常重要的概念。任何一门高级语言，甚至可以没有变量的概念，但绝对都有函数。

函数这个词语，在英文中叫做 “function”，它还有一个翻译，叫“功能”。这个翻译非常贴切，因为函数就是用来实现某个功能的。在中国台湾，我们习惯把函数叫做“函式”，用以同数学上的函数区分开。

函数的作用是封装一段代码，使得这段代码可以被重复调用。这样，我们就可以把一段代码写在一个函数中，然后在需要的时候调用这个函数，而不需要重复写这段代码。

举一个例子，我们有一个非常奇葩的甲方，他要求我们，要在程序的十个不同地方都有一段代码，计算 1～100 的整数和，然后打印一句“甲方真帅”，最后生成一个 1～1000 的随机数，并判断这个随机数是比 500 大还是比 500 小，如果大的话就打印一句“甲方超级无敌帅”，小的话就打印一句“甲方帅到没朋友”。小明是承接这个工作的乙方程序员，但他不懂函数，于是他就累死累活，把下面这段代码写了十遍：

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import random
2
sum = 0
3
for i in range(1, 101):
4
    sum += i
5
print(sum)
6
print("甲方真帅")
7

8
random_number = random.randint(1, 1000)
9
if random_number > 500:
10
    print("甲方超级无敌帅")
11
else:
12
    print("甲方帅到没朋友")

本以为可以交差了，但是逆天的奇葩甲方又觉得，嗯，这段代码太优美了，我要在另外一百个地方，也都有这段代码！于是小明就崩溃了。他总不可能把这一堆代码写一百遍吧？

这个时候，函数就派上用场了。我们可以把这段代码封装成一个函数，然后在需要的地方调用这个函数。这样，我们就可以避免重复写代码。

我们来看如何用函数实现这个甲方的变态需求。

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import random
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# 函数的声明，即创造一个函数
4
def calculate_sum():
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    sum = 0
6
    for i in range(1, 101):
7
        sum += i
8
    print(sum)
9
    print("甲方真帅")
10

11
    random_number = random.randint(1, 1000)
12
    if random_number > 500:
13
        print("甲方超级无敌帅")
14
    else:
15
        print("甲方帅到没朋友")
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# 调用函数，即使用这个函数
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calculate_sum()
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calculate_sum()
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calculate_sum() # 这里可以调用多次，演示 3 次

我们发现，似乎代码还是那么些代码，但是我们这次，用了一个关键字 def，去声明了一个函数，这个函数叫做 calculate_sum。这个函数里面，我们把原来的代码放了进去。然后，我们在任何需要的地方，调用这个函数，就可以执行这段代码了。

这就是函数的作用。函数用来封装一段代码，使得这段代码可以被重复调用。

函数的参数

按照以往的经验，参数这个东西是函数中最抽象、最难以理解、最容易让新手迷惑的概念。形式参数和实际参数，有不知道多少人弄不明白。于是我决定，不再介绍形式参数和实际参数的相关概念，直接来讲，希望能让新手朋友们更容易理解。

我们开始。

我们还是用回上面逆天甲方的变态例子。这次，甲方又变本加厉，他要求我们，计算 1～100 的整数和的时候，不是 1～100，而是 1～n，n 是一个变量，是甲方给我们的。并且，甲方还要求，打印的时候，不是打印“甲方真帅”，而是打印“甲方xxx真帅”，xxx 是甲方给我们的名字。

小明刚刚从陈叔这里学到了函数，他立刻信心满满，这好说！于是他就写了下面这段代码：

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import random
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def calculate_sum():
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    sum = 0
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    n = 0
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    name = ""
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    for i in range(1, n + 1):
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        sum += i
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    print(sum)
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    print("甲方" + name + "真帅")
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    random_number = random.randint(1, 1000)
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    if random_number > 500:
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        print("甲方超级无敌帅")
15
    else:
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        print("甲方帅到没朋友")
17

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calculate_sum()

然后他就被甲方半夜打电话骂了，说你这个小明，我给你了 n 和 name，你怎么不用呢？你这个小明，你这个小明……

小明睡眼惺忪，赶紧打开电脑来看。可不是嘛！n 是 0，name 是空字符串，甲方给的 n 和 name 根本没有用到！

于是小明又困惑了，他不明白咋办，于是给陈叔打电话，大半夜的把陈叔叫醒，又被陈叔呲了一顿。最后陈叔跟他说，小明，你应该用参数啊！

那怎么用参数呢？陈叔指导他，你把 n 和 name 放在函数体里面，当然不行，那是函数内部的东西，外部改不了。要想改动，就得把它俩放到函数内外都能够得到地方，哪儿呢？我们观察观察，当你调用函数的时候，是不是函数名后面跟着一个括号？对呀！括号！函数定义的时候有括号，函数调用的时候也有括号，那这个括号不就是一个函数内外都能够得到的地方吗！

好，参数的概念来了。参数通俗来说，就是写在函数标志的小括号里的，可以由外部传值到函数内部使用的一组变量。

比如，上面的例子，我们可以这样写：

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import random
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def calculate_sum(n, name):
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    sum = 0
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    for i in range(1, n + 1):
6
        sum += i
7
    print(sum)
8
    print("甲方" + name + "真帅")
9

10
    random_number = random.randint(1, 1000)
11
    if random_number > 500:
12
        print("甲方超级无敌帅")
13
    else:
14
        print("甲方帅到没朋友")
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calculate_sum(100, "猪八戒") # 计算了 1～100 的整数和，打印“甲方猪八戒真帅”，并判断随机数

函数参数位的参数变量，就是函数内部的变量。当我们调用函数的时候，我们可以给这些参数变量传值，这些值会被传递到函数内部，然后在函数内部使用。比如上面的例子中，我们调用 calculate_sum(100, "猪八戒")，100这个值会被传递给 n，"猪八戒"这个值会被传递给 name。所以在函数内部，n 的值是 100，name 的值是 "猪八戒"。这样就可以继续下去了。

模组及其引入

在 Python 中，我们可以把一些函数、变量、类等封装到一个文件中，这个文件就叫做模组。一个模组就是一个.py文件。

模组化编程的好处是，我们可以把一些相关的代码放到一个文件中，这样可以更好地组织代码，提高代码的可读性。而且，我们可以把一些常用的代码封装到模组中，然后在其他地方引入这个模组，这样就可以重复使用这些代码。

比如，我们有一个模组 math.py，里面有一个函数 add：

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def add(a, b):
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    return a + b

我们可以在另一个文件中引入这个模组，然后使用这个模组中的函数：

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import math # 引入 math.py 这个模组
2

3
result = math.add(1, 2) # 调用 math.py 中的 add 函数
4
print(result) # 输出 3

在上面的例子中，我们使用 import math 来引入 math.py 这个模组。然后我们就可以使用 math 这个模组中的函数 add。如果你有在使用 PyCharm，当你打出import 的时候，PyCharm 会自动提示你可以引入哪些模组，你只需要选择你要引入的模组，然后 PyCharm 会自动帮你引入。

除了 import，我们还可以使用 from import 来直接引入模组中的某个函数：

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from math import add # 从 math.py 中引入 add 函数
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3
result = add(1, 2) # 直接调用引入的 add 函数
4

5
print(result) # 输出 3

这样，我们就可以直接使用 add 函数，而不需要写 math.add。