【Python基础|Day02】流程控制语句

📚今日学习目标

通过本篇文章，你将能够：

1. 理解程序控制流程的三种基本结构：顺序、分支和循环
2. 掌握 if 语句的三种格式及其执行流程
3. 掌握 match…case 语句的格式与执行流程
4. 掌握 for 循环的格式与执行流程
5. 掌握 while 循环的格式与执行流程
6. 能够根据实际需求选择合适的控制结构（分支或循环）来解决问题。

---

✨注：本文的结构与 Java 学习笔记（Day03）保持一致，有助于进行对比学习。

---

第一部分：控制流程概述

程序控制流程分为三大类：

结构类型	描述	Python 语法	适用场景
顺序结构	默认执行流程，代码按编写顺序自上而下依次执行	无特殊语法	所有程序的基础流程
分支结构	根据不同条件选择执行不同代码块	if, match…case	条件判断、多路选择
循环结构	重复执行特定代码块直到条件不满足	for, while	重复操作、遍历数据

---

第二部分：分支结构详解

2.1 if 语句

2.1.1 基本格式与执行流程：

格式一：单分支结构—如果条件成立就执行代码语句

if 关系表达式:
    语句体

对比Java：

if(关系表达式){
    语句体;
}

执行流程：

1. 先计算关系表达式的值
2. 如果值为 True，则执行语句体
3. 如果值为 False，则跳过语句体
4. 继续执行后续代码

格式二：双分支结构—如果条件成立就执行代码语句1，否则就执行代码语句2

if 关系表达式:
    语句体1
else:
    语句体2

对比Java：

if(关系表达式){
    语句体1;
}else{
    语句体2;
}

执行流程：

1. 先计算关系表达式的值
2. 如果值为 True，则执行 语句体1
3. 如果值为 False，则执行 语句体2
4. 继续执行后续代码

格式三：多分支结构—存在多种不同情况执行对应情况的语句体

if 关系表达式1:
    语句体1
elif 关系表达式2:
    语句体2
...
else:
    语句体

对比Java：

if(关系表达式1){
    语句体1;
}else if(关系表达式2){
    语句体2;
}
...
else{
    语句体;
}

执行流程：

1. 先计算关系表达式1的值
2. 如果关系表达式1的值为 True 就执行语句体1，如果为 False 就计算关系表达式2的值
3. 如果关系表达式2的值为 True 就执行语句体2，如果为 False 就计算关系表达式3的值
4. …
5. 如果所有关系表达式结果都为 False ，就执行else后的语句
6. 继续执行后续代码

2.1.2 重要注意事项：

1. 布尔变量的简洁写法：对于一个布尔量，尽量不要用" == "来判断，直接写在括号中即可。即：对于一个布尔变量 flag，判断其为真时，推荐直接写 if flag:，而不是 if flag == True:。
2. 执行顺序特性：if 结构中，条件判断从上到下进行，一旦某个条件满足，执行对应代码块后立即退出，不再检查后续条件。
3. else 子句是可选的：当不需要处理所有条件都不满足的情况时，可以省略。
4. 语法格式的强调事项：
   • 冒号：每个 if、elif、else 后面都必须有英文冒号 :
   • 缩进：Python 使用缩进（通常是 4 个空格）来定义代码块的归属。归属于 if 的语句必须严格保持相同的缩进级别。

---

2.2 match…case语句

2.2.1 基本格式与执行流程：

match 表达式:
    case 值1:
        语句体1
    case 值2 if 条件表达式: # 条件表达式为 True 且 表达式值为值2
        语句体2
    case 值3 | 值4 : # 匹配值3 或者 值4
        语句体3
    ...
    case _: # 默认操作
        语句体n

对比Java：

switch(表达式){
    case 值1:
        语句体1;
        break;
    case 值2:
        if(条件表达式）{
        语句体2;
        }
        break;
    case 值3,值4:
        语句体3;
    ...
    default:
        语句体n;
        break;
}

执行流程：

1. 先计算表达式的值
2. 依次和case后面的模式比较，如果匹配成功，就会执行相应语句，并结束匹配。Python自动break，不需要显式写
3. 如果所有case(除 case_)均不匹配，就会执行case_里面的语句，然后结束整个match语句

2.2.2 重要注意事项：

特性	Python match-case	Java switch
本质	模式匹配: 不仅可以匹配值，还可以匹配类型、结构，并解构数据	多路选择：检查数据的"值"，主要用于对同一变量的等值比较
匹配对象	任意数据类型（值、类型、列表、字典等结构化数据）	基本类型(int, char等)、枚举、字符串
核心能力	结构解构 + 类型检查 + 值匹配	值匹配为主

2.3 分支结构对比

• 使用 if 语句：适合条件判断涉及范围比较、复杂的布尔逻辑组合、条件依赖于多个变量的场景。
• 使用match…case语句：适合基于单个变量与多个固定的、离散的值进行等值匹配的场景，尤其是匹配类型或解构数据时。

---

第三部分：循环结构详解

3.1 for循环

格式：
在 Python 中，for 循环本质上是一种遍历机制，用于对任何可迭代对象（如列表、字符串、字典等）进行逐个处理。

for 元素 in 待处理数据集:
    循环体
else: # 可选部分
    循环正常结束后执行的代码（未被 break 中断）

对比Java：

for(初始化语句;条件表达式;条件控制语句){
     循环体;
}

执行流程：

1. 从可迭代对象中按顺序“取出”下一个元素
2. 将该元素赋值给循环变量，并执行循环体
3. 重复步骤 1-2，直到所有元素都被处理完毕
4. 如果循环完整地遍历了所有元素（即未被 break 语句中途跳出），则执行可选的 else 子句

3.2 while循环

格式：

while 条件表达式:
    循环体
else: # 可选部分
    循环正常结束后执行的代码（未被 break 中断）

对比Java：

初始化语句 ;
while(条件表达式){
    循环体 ;
    条件控制语句 ;
}

执行流程：

1. 计算条件表达式的值
2. 如果值为 True，则执行循环体；如果值为 False，则跳转到步骤 4
3. 执行完循环体后，返回步骤 1
4. 如果循环是因条件变假而正常结束（未被 break 中断），则执行可选的 else 子句。

3.3 循环结构对比

特性	for循环	while循环
核心	遍历可迭代对象中的每个元素	在条件保持为真时重复执行
适用场景	一个已知的数据集进行遍历或已知次数的循环	循环次数未知，知道开始结束循环的条件

---

以上为个人学习总结，旨在梳理个人理解。如有疏漏或不当之处，欢迎指正与交流。