4.1. if 语句
可能最为人所熟知的编程语句就是 if 语句了。例如
>>> x = int(input("Please enter an integer: ")) Please enter an integer: 42 >>> if x < 0: ... x = 0 ... print('Negative changed to zero') ... elif x == 0: ... print('Zero') ... elif x == 1: ... print('Single') ... else: ... print('More') ... More
可以有零个或多个 elif 部分，以及一个可选的 else 部分。 关键字 ‘elif’ 是 ‘else if’ 的缩写，适合用于避免过多的缩进。 一个 if … elif … elif … 序列可以看作是其他语言中的 switch 或 case 语句的替代。
4.2. for 语句
Python 中的 for 语句与你在 C 或 Pascal 中所用到的有所不同。 Python 中的 for 语句并不总是对算术递增的数值进行迭代（如同 Pascal），或是给予用户定义迭代步骤和暂停条件的能力（如同 C），而是对任意序列进行迭代（例如列表或字符串），条目的迭代顺序与它们在序列中出现的顺序一致。 例如（此处英文为双关语）:
>>> # Measure some strings: ... words = ['cat', 'window', 'defenestrate'] >>> for w in words: ... print(w, len(w)) ... cat 3 window 6 defenestrate 12
在遍历同一个集合时修改该集合的代码可能很难获得正确的结果。通常，更直接的做法是循环遍历该集合的副本或创建新集合：
# Strategy: Iterate over a copy for user, status in users.copy().items(): if status == 'inactive': del users[user] # Strategy: Create a new collection active_users = {} for user, status in users.items(): if status == 'active': active_users[user] = status
4.3. range() 函数
如果你确实需要遍历一个数字序列，内置函数 range() 会派上用场。它生成算术级数:
>>> for i in range(5): ... print(i) ... 0 1 2 3 4
给定的终止数值并不在要生成的序列里；range(10) 会生成10个值，并且是以合法的索引生成一个长度为10的序列。range也可以以另一个数字开头，或者以指定的幅度增加（甚至是负数；有时这也被叫做 ‘步进’）
range(5, 10) 5, 6, 7, 8, 9 range(0, 10, 3) 0, 3, 6, 9 range(-10, -100, -30) -10, -40, -70
要以序列的索引来迭代，您可以将 range() 和 len() 组合如下:
>>> a = ['Mary', 'had', 'a', 'little', 'lamb'] >>> for i in range(len(a)): ... print(i, a[i]) ... 0 Mary 1 had 2 a 3 little 4 lamb
然而，在大多数这类情况下，使用 enumerate() 函数比较方便，请参见 循环的技巧 (后续补充)。
如果你只打印 range，会出现奇怪的结果:
>>> print(range(10)) range(0, 10)
range() 所返回的对象在许多方面表现得像一个列表，但实际上却并不是。此对象会在你迭代它时基于所希望的序列返回连续的项，但它没有真正生成列表，这样就能节省空间。
我们称这样对象为 iterable，也就是说，适合作为这样的目标对象：函数和结构期望从中获取连续的项直到所提供的项全部耗尽。 我们已经看到 for 语句就是这样一种结构，而接受可迭代对象的函数的一个例子是 sum():
>>> sum(range(4)) # 0 + 1 + 2 + 3 6
4.4. break 和 continue 语句，以及循环中的 else 子句
break 语句，和 C 中的类似，用于跳出最近的 for 或 while 循环.
循环语句可能带有 else 子句；它会在循环耗尽了可迭代对象 (使用 for) 或循环条件变为假值 (使用 while) 时被执行，但不会在循环被 break 语句终止时被执行。 以下搜索素数的循环就是这样的一个例子:
>>> for n in range(2, 10): ... for x in range(2, n): ... if n % x == 0: ... print(n, 'equals', x, '*', n//x) ... break ... else: ... # loop fell through without finding a factor ... print(n, 'is a prime number') ... 2 is a prime number 3 is a prime number 4 equals 2 * 2 5 is a prime number 6 equals 2 * 3 7 is a prime number 8 equals 2 * 4 9 equals 3 * 3
（是的，这是正确的代码。仔细看： else 子句属于 for 循环， 不属于 if 语句。）
当和循环一起使用时，else 子句与 try 语句中的 else 子句的共同点多于 if 语句中的同类子句: try 语句中的 else 子句会在未发生异常时执行，而循环中的 else 子句则会在未发生 break 时执行。 有关 try 语句和异常的更多信息，请参阅 处理异常。
continue 语句也是借鉴自 C 语言，表示继续循环中的下一次迭代:
>>> for num in range(2, 10): ... if num % 2 == 0: ... print("Found an even number", num) ... continue ... print("Found an odd number", num) Found an even number 2 Found an odd number 3 Found an even number 4 Found an odd number 5 Found an even number 6 Found an odd number 7 Found an even number 8 Found an odd number 9
4.5. pass 语句
pass 语句什么也不做。当语法上需要一个语句，但程序需要什么动作也不做时，可以使用它。例如:
>>> while True: ... pass # Busy-wait for keyboard interrupt (Ctrl+C) ...
这通常用于创建最小的类:
>>> class MyEmptyClass: ... pass ...
pass 的另一个可以使用的场合是在你编写新的代码时作为一个函数或条件子句体的占位符，允许你保持在更抽象的层次上进行思考。 pass 会被静默地忽略:
>>> def initlog(*args): ... pass # Remember to implement this! ...
4.6. 定义函数
我们可以创建一个输出任意范围内 Fibonacci 数列的函数:
>>> def fib(n): # write Fibonacci series up to n ... """Print a Fibonacci series up to n.""" ... a, b = 0, 1 ... while a < n: ... print(a, end=' ') ... a, b = b, a+b ... print() ... >>> # Now call the function we just defined: ... fib(2000) 0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377 610 987 1597
关键字 def 引入一个函数 定义。它必须后跟函数名称和带括号的形式参数列表。构成函数体的语句从下一行开始，并且必须缩进。
函数体的第一个语句可以（可选的）是字符串文字；这个字符串文字是函数的文档字符串或 docstring 。（有关文档字符串的更多信息，请参阅 文档字符串 部分）有些工具使用文档字符串自动生成在线或印刷文档，或者让用户以交互式的形式浏览代码；在你编写的代码中包含文档字符串是一种很好的做法，所以要养成习惯。
函数的 执行 会引入一个用于函数局部变量的新符号表。 更确切地说，函数中所有的变量赋值都将存储在局部符号表中；而变量引用会首先在局部符号表中查找，然后是外层函数的局部符号表，再然后是全局符号表，最后是内置名称的符号表。 因此，全局变量和外层函数的变量不能在函数内部直接赋值（除非是在 global 语句中定义的全局变量，或者是在 nonlocal 语句中定义的外层函数的变量），尽管它们可以被引用。
在函数被调用时，实际参数（实参）会被引入被调用函数的本地符号表中；因此，实参是通过 按值调用 传递的（其中 值 始终是对象 引用 而不是对象的值）。1 当一个函数调用另外一个函数时，将会为该调用创建一个新的本地符号表。
函数定义会将函数名称与函数对象在当前符号表中进行关联。 解释器会将该名称所指向的对象识别为用户自定义函数。 其他名称也可指向同一个函数对象并可被用来访问访函数:
>>> fib <function fib at 10042ed0> >>> f = fib >>> f(100) 0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89
如果你学过其他语言，你可能会认为 fib 不是函数而是一个过程，因为它并不返回值。事实上，即使没有 return 语句的函数也会返回一个值，尽管它是一个相当无聊的值。这个值称为 None （它是内置名称）。一般来说解释器不会打印出单独的返回值 None ，如果你真想看到它，你可以使用 print()
>>> fib(0) >>> print(fib(0)) None
写一个返回斐波那契数列的列表（而不是把它打印出来）的函数，非常简单:
>>> def fib2(n): # return Fibonacci series up to n ... """Return a list containing the Fibonacci series up to n.""" ... result = [] ... a, b = 0, 1 ... while a < n: ... result.append(a) # see below ... a, b = b, a+b ... return result ... >>> f100 = fib2(100) # call it >>> f100 # write the result [0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89]
此示例中，像往常一样，演示了一些新的 Python 功能:
return 语句会从函数内部返回一个值。 不带表达式参数的 return 会返回 None。 函数执行完毕退出也会返回 None。
result.append(a) 语句调用了列表对象 result 的 方法 。方法是“属于”一个对象的函数，它被命名为 obj.methodname ，其中 obj 是某个对象（也可能是一个表达式）， methodname 是由对象类型中定义的方法的名称。不同的类型可以定义不同的方法。不同类型的方法可以有相同的名称而不会引起歧义。（可以使用 类 定义自己的对象类型和方法，请参阅 类 ）示例中的方法 append() 是为列表对象定义的；它会在列表的最后添加一个新的元素。在这个示例中它相当于 result = result + [a] ，但更高效。
4.7. 函数定义的更多形式
给函数定义有可变数目的参数也是可行的。这里有三种形式，可以组合使用。
4.7.1. 参数默认值
最有用的形式是对一个或多个参数指定一个默认值。这样创建的函数，可以用比定义时允许的更少的参数调用，比如:
def ask_ok(prompt, retries=4, reminder='Please try again!'): while True: ok = input(prompt) if ok in ('y', 'ye', 'yes'): return True if ok in ('n', 'no', 'nop', 'nope'): return False retries = retries - 1 if retries < 0: raise ValueError('invalid user response') print(reminder)
这个函数可以通过几种方式调用:
只给出必需的参数：ask_ok(‘Do you really want to quit?’)
给出一个可选的参数：ask_ok(‘OK to overwrite the file?’, 2)
或者给出所有的参数：ask_ok(‘OK to overwrite the file?’, 2, ‘Come on, only yes or no!’)
这个示例还介绍了 in 关键字。它可以测试一个序列是否包含某个值。
默认值是在 定义过程 中在函数定义处计算的，所以：
i = 5 def f(arg=i): print(arg) i = 6 f()
会打印 5。
重要警告： 默认值只会执行一次。这条规则在默认值为可变对象（列表、字典以及大多数类实例）时很重要。比如，下面的函数会存储在后续调用中传递给它的参数:
def f(a, L=[]): L.append(a) return L print(f(1)) print(f(2)) print(f(3))
[1] [1, 2] [1, 2, 3]
如果你不想要在后续调用之间共享默认值，你可以这样写这个函数:
def f(a, L=None): if L is None: L = [] L.append(a) return L
4.7.2. 关键字参数
也可以使用形如 kwarg=value 的 关键字参数 来调用函数。例如下面的函数:
def parrot(voltage, state='a stiff', action='voom', type='Norwegian Blue'): print("-- This parrot wouldn't", action, end=' ') print("if you put", voltage, "volts through it.") print("-- Lovely plumage, the", type) print("-- It's", state, "!")
接受一个必需的参数（voltage）和三个可选的参数（state, action，和 type）。这个函数可以通过下面的任何一种方式调用:
parrot(1000) # 1 positional argument parrot(voltage=1000) # 1 keyword argument parrot(voltage=1000000, action='VOOOOOM') # 2 keyword arguments parrot(action='VOOOOOM', voltage=1000000) # 2 keyword arguments parrot('a million', 'bereft of life', 'jump') # 3 positional arguments parrot('a thousand', state='pushing up the daisies') # 1 positional, 1 keyword
但下面的函数调用都是无效的:
parrot() # required argument missing parrot(voltage=5.0, 'dead') # non-keyword argument after a keyword argument parrot(110, voltage=220) # duplicate value for the same argument parrot(actor='John Cleese') # unknown keyword argument
在函数调用中，关键字参数必须跟随在位置参数的后面。传递的所有关键字参数必须与函数接受的其中一个参数匹配（比如 actor 不是函数 parrot 的有效参数），它们的顺序并不重要。这也包括非可选参数，（比如 parrot(voltage=1000) 也是有效的）。不能对同一个参数多次赋值。下面是一个因为此限制而失败的例子:
>>> def function(a): ... pass ... >>> function(0, a=0) Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> TypeError: function() got multiple values for keyword argument 'a'
当存在一个形式为 **name 的最后一个形参时，它会接收一个字典 (参见 映射类型 — dict)，其中包含除了与已有形参相对应的关键字参数以外的所有关键字参数。 这可以与一个形式为 *name，接收一个包含除了已有形参列表以外的位置参数的 元组 的形参 (将在下一小节介绍) 组合使用 (*name 必须出现在 **name 之前。) 例如，如果我们这样定义一个函数:
def cheeseshop(kind, *arguments, **keywords): print("-- Do you have any", kind, "?") print("-- I'm sorry, we're all out of", kind) for arg in arguments: print(arg) print("-" * 40) for kw in keywords: print(kw, ":", keywords[kw])
它可以像这样调用：
cheeseshop("Limburger", "It's very runny, sir.", "It's really very, VERY runny, sir.", shopkeeper="Michael Palin", client="John Cleese", sketch="Cheese Shop Sketch")
当然它会打印:
-- Do you have any Limburger ? -- I'm sorry, we're all out of Limburger It's very runny, sir. It's really very, VERY runny, sir. ---------------------------------------- shopkeeper : Michael Palin client : John Cleese sketch : Cheese 4.7.3. 特殊参数 Sketch
意打印时关键字参数的顺序保证与调用函数时提供它们的顺序是相匹配的
4.7.3. 特殊参数
默认情况下，函数的参数传递形式可以是位置参数或是显式的关键字参数。 为了确保可读性和运行效率，限制允许的参数传递形式是有意义的，这样开发者只需查看函数定义即可确定参数项是仅按位置、按位置也按关键字，还是仅按关键字传递。
函数的定义看起来可以像是这样：
def f(pos1, pos2, /, pos_or_kwd, *, kwd1, kwd2): ----------- ---------- ---------- | | | | Positional or keyword | | - Keyword only -- Positional 在这里 / 和 * 是可选的。 如果使用这些符号则表明可以通过何种形参将参数值传递给函数：仅限位置、位置或关键字，以及仅限关键字。 关键字形参也被称为命名形参。
4.7.3.1. 位置或关键字参数
如果函数定义中未使用 / 和 *，则参数可以按位置或按关键字传递给函数。
4.7.3.2. 仅限位置参数
在这里还可以发现更多细节，特定形参可以被标记为 仅限位置。 如果是 仅限位置 的形参，则其位置是重要的，并且该形参不能作为关键字传入。 仅限位置形参要放在 / (正斜杠) 之前。 这个 / 被用来从逻辑上分隔仅限位置形参和其它形参。 如果函数定义中没有 /，则表示没有仅限位置形参。
在 / 之后的形参可以为 位置或关键字 或 仅限关键字。
4.7.3.3. 仅限关键字参数
要将形参标记为 仅限关键字，即指明该形参必须以关键字参数的形式传入，应在参数列表的第一个 仅限关键字 形参之前放置一个 *。
4.7.3.4. 函数示例
请考虑以下示例函数定义并特别注意 / 和 * 标记:
>>> def standard_arg(arg): ... print(arg) ... >>> def pos_only_arg(arg, /): ... print(arg) ... >>> def kwd_only_arg(*, arg): ... print(arg) ... >>> def combined_example(pos_only, /, standard, *, kwd_only): ... print(pos_only, standard, kwd_only)
第一个函数定义 standard_arg 是最常见的形式，对调用方式没有任何限制，参数可以按位置也可以按关键字传入:
>>> standard_arg(2) 2 >>> standard_arg(arg=2) 2
第二个函数 pos_only_arg 在函数定义中带有 /，限制仅使用位置形参：
>>> pos_only_arg(1) 1 >>> pos_only_arg(arg=1) Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> TypeError: pos_only_arg() got an unexpected keyword argument 'arg'
第三个函数 kwd_only_args 在函数定义中通过 * 指明仅允许关键字参数:
>>> kwd_only_arg(3) Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> TypeError: kwd_only_arg() takes 0 positional arguments but 1 was given >>> kwd_only_arg(arg=3) 3
而最后一个则在同一函数定义中使用了全部三种调用方式:
>>> combined_example(1, 2, 3) Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> TypeError: combined_example() takes 2 positional arguments but 3 were given >>> combined_example(1, 2, kwd_only=3) 1 2 3 >>> combined_example(1, standard=2, kwd_only=3) 1 2 3 >>> combined_example(pos_only=1, standard=2, kwd_only=3) Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> TypeError: combined_example() got an unexpected keyword argument 'pos_only'
最后，请考虑这个函数定义，它的位置参数 name 和 **kwds 之间由于存在关键字名称 name 而可能产生潜在冲突:
ef foo(name, **kwds): return 'name' in kwds
任何调用都不可能让它返回 True，因为关键字 ‘name’ 将总是绑定到第一个形参。 例如:
>>> foo(1, **{'name': 2}) Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> TypeError: foo() got multiple values for argument 'name' >>>
但使用 / (仅限位置参数) 就可能做到，因为它允许 name 作为位置参数，也允许 ‘name’ 作为关键字参数的关键字名称:
def foo(name, /, **kwds): return 'name' in kwds >>> foo(1, **{'name': 2}) True
换句话说，仅限位置形参的名称可以在 **kwds 中使用而不产生歧义。
4.7.4. 任意的参数列表
最后，最不常用的选项是可以使用任意数量的参数调用函数。这些参数会被包含在一个元组里（参见 元组和序列 ）。在可变数量的参数之前，可能会出现零个或多个普通参数。:
def write_multiple_items(file, separator, *args): file.write(separator.join(args))
一般来说，这些 可变参数 将在形式参数列表的末尾，因为它们收集传递给函数的所有剩余输入参数。出现在 *args 参数之后的任何形式参数都是 ‘仅限关键字参数’，也就是说它们只能作为关键字参数而不能是位置参数。:
>>> def concat(*args, sep="/"): ... return sep.join(args) ... >>> concat("earth", "mars", "venus") 'earth/mars/venus' >>> concat("earth", "mars", "venus", sep=".") 'earth.mars.venus'
4.7.5. 解包参数列表
当参数已经在列表或元组中但要为需要单独位置参数的函数调用解包时，会发生相反的情况。例如，内置的 range() 函数需要单独的 start 和 stop 参数。如果它们不能单独使用，可以使用 * 操作符 来编写函数调用以便从列表或元组中解包参数:
>>> list(range(3, 6)) # normal call with separate arguments [3, 4, 5] >>> args = [3, 6] >>> list(range(*args)) # call with arguments unpacked from a list [3, 4, 5]
同样的方式，字典可使用 ** 操作符 来提供关键字参数:
>>> def parrot(voltage, state='a stiff', action='voom'): ... print("-- This parrot wouldn't", action, end=' ') ... print("if you put", voltage, "volts through it.", end=' ') ... print("E's", state, "!") ... >>> d = {"voltage": "four million", "state": "bleedin' demised", "action": "VOOM"} >>> parrot(**d) -- This parrot wouldn't VOOM if you put four million volts through it. E's bleedin' demised !
4.7.6. Lambda 表达式
可以用 lambda 关键字来创建一个小的匿名函数。这个函数返回两个参数的和： lambda a, b: a+b 。Lambda函数可以在需要函数对象的任何地方使用。它们在语法上限于单个表达式。从语义上来说，它们只是正常函数定义的语法糖。与嵌套函数定义一样，lambda函数可以引用所包含域的变量:
>>> def make_incrementor(n): ... return lambda x: x + n ... >>> f = make_incrementor(42) >>> f(0) 42 >>> f(1) 43
上面的例子使用一个lambda表达式来返回一个函数。另一个用法是传递一个小函数作为参数:
>>> pairs = [(1, 'one'), (2, 'two'), (3, 'three'), (4, 'four')] >>> pairs.sort(key=lambda pair: pair[1]) >>> pairs [(4, 'four'), (1, 'one'), (3, 'three'), (2, 'two')]
