《树莓派Python编程指南》——3.3　控制程序流程

3.3　控制程序流程

while循环是一种最简单的循环。只要结果是布尔类型的任何语句都可以做它的判断条件，它将会持续循环到条件为假。如果条件始终为真，它将一直循环下去。例如：

但愿你还记得第2章的循环体。在条件后面要加上冒号，接下来的一行要有缩进，所有缩进部分都属于循环体。要在Python解释器中运行这段代码，输入print语句之后要按回车键（Enter）。用退格键（backspace）删掉自动产生的tab（缩进），然后再按回车键。这是告诉Python循环体结束了，你需要执行这段代码。
这段代码会陷入死循环，按Ctrl+C组合键可以终止它。
无论判断条件选择的多么复杂都可以，只要它的返回值是真或假就可以了。但为了最终能够跳出循环，通常需要一个或多个变量以方便在循环内部改变判断条件。比如说，下面这个猜数字游戏中的主循环。

注意，如果输入非数字的字符，这个程序将报错。后面我们会介绍如何简单地修复这个问题，但让我们先来看一下另一种循环。
3.3.1　用循环遍历数据
for循环可以用来遍历数据，它在每次循环中对一个数据进行处理。通常我们在rang(x, y)的帮助下，遍历从x到y的每一个数据。例如，你可以得出一个12倍表：

rang()还有一个参数，可以设定两个连续数字之间的间隔。例如我们把range(1,13)改成range(2,14,2)，它将会只计算从2到14的所有偶数。我们还可以使用其他线性数据类型（包括字符串）和集合来控制for循环。下列例子都是合法的：

最后一行是一个很好的例子，它展示了使用错误的数据类型会有什么结果。集合和其他类型有点不一样，因为它没有顺序，只是一堆数据的集合。下面两个例子的执行结果是一样的。

字典有点特别，因为它保存的不是元素，而是键值对。for循环中可以使用它，但必须做些特殊处理：

使用集合，你就不能控制循环中访问数据的顺序。实际上，如果你期望用for循环顺序访问数据，则需要使用线性数据结构，如列表或元组，而不是使用像集合或字典这样的无序数据结构。
3.3.2　深入理解循环嵌套
编程时经常需要同时遍历多种数据，比如下面这个用来找出1到30之间所有素数的程序。

请注意缩进级别，第一个循环体的缩进为一，第二个循环体的缩进为二。这一点非常重要，只有这样，Python才能理解哪个代码属于哪个循环体，以及每个循环体在何处结束。
使用嵌套时要注意，它可能会使程序变慢。上面的例子运行得很快，但如果你试图计算3000以内的素数（只需要在第一行的30后面加两个零），程序运行就会花非常长的时间。不只是因为外层循环要多循环上千次，每次走进内层循环也需要多执行很多次。你会发现整个程序运行起来很慢（如果你在做这个实验，记得按Ctrl+C组合键可以停止它）。幸运的是，我们还可以改进它。试一下这个程序：

首先，使用range(1, 3000, 2)跳过所有的偶数。我们直接省去一半时间。其次，你可能注意到了，在if里面我们多加了一个break。这会让我们节约更多时间。我们是在计算素数，因此不用关心每个数的所有约数。一旦发现这个数字是非素数，就可以直接使用break跳出循环，继续执行下面一行（if is_prime：）。这两点优化可以使程序运行得更快。
3.3.3　使用if语句控制程序分支
不仅可以使用循环来不断执行某段代码，还可以使用分支来控制Python程序流，使其根据不同条件，执行不同的代码。分支由if语句实现。我们已经见过很多次if语句，现在来复习一下。if语句，像while循环一样，只需要一个布尔类型的条件。它后面还可以有附加语句如elif（else-if）和else语句。例如：

一个if语句最多只执行一段代码，只要Python发现条件为真，就执行该段代码并结束整个if语句。因此如果在上面的程序中输入10，它将只返回该数字可以被2整除，而不会试下该数字能否被5整除（如果你期望它试一下，就需要写一个新的if语句而不是用elif）。如果没有一个条件为真，则执行else后面的代码段。在其他例子中可以看到，if语句可以不带elif或else。如果没有else语句，同时判断条件也不成立，Python就会跳过if语句，不执行其中的任何代码。
3.3.4　捕获异常
如果你喜欢尝试，在前面的例子中试图输入过非数字的字符，就会发现程序会报错。这是因为Python不能把任意字符转换成数字，它不知道该怎么做了。此时，Python就会报出错误。目前为止，我们只是放任它这么做，然后，就会导致程序崩溃。
然而，如果你知道某段代码可能会报出异常，可以告诉Python，这样程序就知道遇到问题时该如何处理。可以参考下面代码：