Python 基础 / 02

控制流：让程序做选择和重复工作

程序默认从上到下一行一行执行。控制流解决两个问题：

选择：满足条件时执行哪一段代码？
重复：一段代码需要执行多少次，什么时候停止？

算法本质上就是“状态 + 控制流”。数组遍历、二分查找、DFS 和动态规划，最后都会落到条件与循环。

缩进就是代码块

Python 不使用 {} 包围代码块，而是使用缩进。建议统一使用 4 个空格。

score = 85

if score >= 60:
    result = "及格"       # 属于 if
    print(result)          # 属于 if

print("判断结束")          # 不属于 if，一定执行

同一代码块必须保持相同缩进。不要混用 Tab 和空格。

条件表达式

比较与逻辑运算

age = 20
has_ticket = True

age >= 18                 # 大于等于
age == 20                 # 判断相等，不是赋值
age != 20                 # 不等于
18 <= age <= 60           # Python 支持连续比较

age >= 18 and has_ticket  # 两边都为真
age < 18 or age > 60      # 至少一边为真
not has_ticket            # 取反

常见优先级是 not 高于 and，and 高于 or。表达式较长时直接加括号，不要依赖记忆。

哪些值会被当成 False

False、None、数字 0、空字符串和空容器都会被当成假值。

items = []

if not items:
    print("列表为空")

name = "Alice"
if name:
    print("字符串非空")

if x is None 用来判断“没有值”；if not x 会同时把 0、空字符串和空容器判断为假，两者不能随意互换。

if / elif / else

temperature = 28

if temperature >= 35:
    level = "高温"
elif temperature >= 25:
    level = "温暖"
elif temperature >= 10:
    level = "凉爽"
else:
    level = "寒冷"

程序从上到下检查，命中第一个为真的分支后就停止检查。因此范围更严格的条件通常放前面。

条件表达式（三元表达式）

maximum = a if a >= b else b
parity = "偶数" if number % 2 == 0 else "奇数"

只适合简单赋值。多层嵌套会降低可读性，应改回普通 if。

for 循环

for 用来依次取出可迭代对象中的元素。

nums = [10, 20, 30]

for value in nums:
    print(value)

for index, value in enumerate(nums):
    print(index, value)

range 的边界

range(start, stop, step) 包含 start，不包含 stop。

list(range(5))            # [0, 1, 2, 3, 4]
list(range(2, 6))         # [2, 3, 4, 5]
list(range(0, 10, 2))     # [0, 2, 4, 6, 8]
list(range(5, -1, -1))    # [5, 4, 3, 2, 1, 0]

遍历下标时使用 range(len(nums))，同时需要下标和值时优先用 enumerate(nums)。

反向遍历

for value in reversed(nums):
    print(value)

for index in range(len(nums) - 1, -1, -1):
    print(index, nums[index])

第二种写法中的停止值必须是 -1，因为 range 不包含停止值。

while 循环与循环不变量

不知道确切循环次数、但知道停止条件时使用 while。

left = 0
right = len(nums) - 1

while left < right:
    if nums[left] + nums[right] < target:
        left += 1
    else:
        right -= 1

写 while 前回答三个问题：

循环开始前，哪些变量表示当前状态？
每一轮怎样让状态接近结束？
什么时候必须停止？

循环过程中始终成立的事实叫循环不变量。例如二分查找中，“答案如果存在，一定还在 [left, right] 范围内”就是不变量。

防止死循环

while left <= right:
    middle = (left + right) // 2
    if nums[middle] < target:
        left = middle + 1   # 必须越过 middle
    else:
        right = middle - 1

如果写成 left = middle，当区间只剩两个元素时可能不再缩小。

break、continue 与循环 else

for value in nums:
    if value < 0:
        continue           # 跳过本轮剩余代码
    if value == target:
        print("找到")
        break              # 结束整个循环

循环的 else 只在循环没有被 break 打断时执行：

for value in nums:
    if value == target:
        print("找到")
        break
else:
    print("未找到")

嵌套循环与复杂度

for i in range(n):
    for j in range(m):
        process(i, j)

内层执行 n * m 次，时间复杂度是 O(nm)。两个循环写在前后不一定是 O(n²)：

for value in nums:        # O(n)
    process(value)

for value in nums:        # O(n)
    process_again(value)

总计 O(n + n) = O(n)。

刷题中的四种常见循环

累加

total = 0
for value in nums:
    total += value

计数

count = 0
for value in nums:
    if value % 2 == 0:
        count += 1

维护最优值

best = nums[0]
for value in nums[1:]:
    if value > best:
        best = value

双指针收缩区间

left, right = 0, len(nums) - 1
while left < right:
    if should_move_left(nums[left], nums[right]):
        left += 1
    else:
        right -= 1

常见错误

错误	原因	修正
`if x = 3`	`=` 是赋值	使用 `x == 3`
`range(len(nums) - 1)` 少处理末尾	stop 不包含	检查区间边界
循环中删除正在遍历的列表	下标会移动	遍历副本或构造新列表
`while` 状态不变化	永远无法结束	明确每轮推进变量
用多个 `if` 表示互斥分支	可能命中多次	使用 `if/elif/else`

自测

打印 1 到 100 中所有能被 3 整除但不能被 5 整除的数。
不使用 max()，求一个非空列表的最大值。
给定有序数组和目标值，用双指针判断是否存在两数之和等于目标值。
解释 while left <= right 与 while left < right 分别适合哪种区间定义。