详解Python中的分支和循环结构

一、条件分支：if 语句的三种形态

条件语句的核心作用是依据逻辑判断结果，动态调整代码的执行路径。Python 提供了三种基础的条件分支结构，分别适用于不同复杂度的判断场景。

1. 基础 if 结构

当仅有一个条件需要验证时，使用 if 语句。其语法格式为 if 条件表达式：代码块。若条件为真，则执行缩进后的代码；否则直接跳过。

# 示例：判断奇数
num = 11
if num % 2 != 0:
    print('奇数')

2. if-else 二元分支

当存在“满足条件”与“不满足条件”两种互斥情况时，引入 else 子句。无论条件是否成立，程序必执行其中一个分支。

# 示例：成绩合格判定
grade = 96
if grade >= 60:
    print('合格')
else:
    print('不合格')

3. if-elif-else 多路分支

面对多个互斥区间，使用 elif（else if 的缩写）进行顺序判断。Python 会自上而下检查每个条件，一旦某个条件成立，执行对应代码块后跳过其余所有分支；若所有条件均不满足，则执行 else 部分。

# 示例：多级成绩评定
grade = 96
if grade > 90:
    print('优秀')
elif 60 <= grade < 90:
    print('合格')
else:
    print('不合格')

二、循环结构：for 与 while 的应用

循环语句用于重复执行特定代码块。Python 提供了 for 和 while 两种循环机制，适用于不同场景。

1. for 循环与 range 函数

for 循环通常用于遍历序列（如列表、字符串）或确定次数的迭代。配合内置函数 range()，可精确控制循环次数：

• range(N)：生成从 0 到 N-1 的整数序列。
• range(M, N)：生成从 M 到 N-1 的整数序列。
• range(M, N, step)：从 M 开始，以 step 为步长生成序列。

# 示例：循环打印10次
for index in range(10):
    print(index, 'hello world!')

2. while 循环

while 循环在条件表达式为真时重复执行。它适用于循环次数未知、依赖动态条件变化的场景，但也需注意避免死循环。

# 示例：while 循环计数
num = 0
while num < 4:
    print('num:', num)
    num += 1

三、循环嵌套与素数判断

Python 支持在循环体内嵌入其他循环，形成嵌套结构（如 for 内嵌 while，或 while 内嵌 for）。以下示例展示了使用 while 嵌套判断素数的逻辑：

i = 2
while i < 10:
    j = 2
    while j <= i / j:
        if not i % j:
            break
        j = j + 1
    if j > i / j:
        print(i, " 是素数")
    i = i + 1

四、循环控制语句：break、continue、pass 与 else

在循环执行过程中，可通过特定关键字干预流程：

• continue：跳过当前迭代剩余的代码，直接进入下一轮循环。
• break：立即终止当前所在的整个循环（嵌套循环中仅跳出最内层），继续执行循环后的代码。
• pass：空语句，用于保持代码结构的完整性，不执行任何操作。
• else：与循环搭配使用时，仅当循环正常结束（即未被 break 终止）时执行。

# 示例：continue 跳过偶数
for x in range(4):
    print(x, 'hello')
    if x % 2 == 0:
        continue
    print(x, 'world')

# 示例：break 提前终止
for x in range(4):
    print(x, 'hello')
    if x % 2 == 0:
        break
    print(x, 'world')

# 示例：pass 占位
for x in range(4):
    print(x, 'hello')
    if x % 2 == 0:
        pass
    print(x, 'world')

# 示例：循环正常结束的 else
for x in range(4):
    print(x)
else:
    print('hello')

# 示例：被 break 中断的 else 不执行
for x in range(4):
    print(x)
    break
else:
    print('hello')

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