第4章 分支和循环：让程序学会判断和重复

各位同学，欢迎来到第4章。前面我们学了变量、数据类型，程序已经能存储信息了。但说实话，那还只是个「静态记事本」。真正的程序，得能做决定，能反复干活。这一章，我们就来搞定这两件事。

4.1 布尔类型与比较运算符

在讲判断之前，先认识一个老朋友——布尔类型。它只有两个值：True 和 False。说白了，就是「是」与「否」。

布尔值怎么来？最常见的方式是通过比较运算符：

运算符含义示例结果
==等于5 == 5True
!=不等于5 != 3True
>大于7 > 3True
<小于2 < 1False
>=大于等于5 >= 5True
<=小于等于4 <= 3False
小提示：一个等号 = 是赋值，两个等号 == 才是判断相等。我见过太多新手在这翻车了，包括当年的我。

4.2 if 判断语句

有了布尔值，我们就可以让程序「做选择」了。最简单的形式就是 if 语句：

age = 18
if age >= 18:
    print("你已经成年了，可以考驾照了")

注意看，if 后面跟一个条件表达式，冒号结尾，下一行缩进4个空格。这个缩进就是 Python 的「代码块」标志。我个人习惯用4个空格，别用Tab混着用，会出大问题。

核心要点：Python 用缩进来划分代码块，这是它和其他语言最大的不同。缩进错了，程序就错了。

4.3 if-else 语句

如果条件成立做一件事，不成立做另一件事，就用 if-else：

score = 85
if score >= 60:
    print("恭喜，及格了！")
else:
    print("别灰心，下次加油")

你想想看，这就像生活中的「如果...否则...」。我在项目中经常用它做数据校验——如果数据合法就处理，否则就报错。

4.4 if-elif-else 多分支

现实世界往往不止两种情况。比如成绩评级：

score = 88
if score >= 90:
    grade = "优秀"
elif score >= 80:
    grade = "良好"
elif score >= 70:
    grade = "中等"
elif score >= 60:
    grade = "及格"
else:
    grade = "不及格"
print(f"你的等级是：{grade}")

这里要注意顺序。条件是从上往下依次判断的，一旦命中某个分支，后面的就不再执行了。我曾经在项目中把条件顺序写反了，结果所有数据都进了第一个分支……排查了半天才发现。

4.5 逻辑运算符

有时候一个条件不够用，需要组合多个条件。这时候就需要 and、or、not：

运算符含义示例结果
and且（两个都真才真）True and FalseFalse
or或（一个真就真）True or FalseTrue
not非（取反）not TrueFalse
age = 22
has_license = True

if age >= 18 and has_license:
    print("你可以开车上路了")
else:
    print("你还不能开车")
避坑指南：我曾经在写复杂条件时，把 and 和 or 混在一起用，没加括号，结果逻辑全乱了。记住：优先级 not > and > or，拿不准就加括号。

4.6 while 循环

判断学会了，接下来让程序「反复干活」。while 循环就是「当条件成立时，一直做某件事」：

count = 1
while count <= 5:
    print(f"第 {count} 次循环")
    count += 1

运行结果：

第 1 次循环
第 2 次循环
第 3 次循环
第 4 次循环
第 5 次循环

这里有个关键点：循环体内一定要有改变条件的语句（比如 count += 1），否则就会变成死循环。嗯，我刚开始学的时候，写死循环是家常便饭，程序卡死了只能强制关闭。

4.7 for 循环

for 循环更适合「遍历」一个序列。比如遍历列表、字符串、范围等：

# 遍历列表
fruits = ["苹果", "香蕉", "橘子"]
for fruit in fruits:
    print(f"我喜欢吃{fruit}")

# 使用 range()
for i in range(5):
    print(f"这是第 {i+1} 次")

range(5) 生成 0 到 4 的整数序列。说白了，for 循环就是「对序列里的每个元素，做一遍同样的事」。

4.8 break 和 continue

循环执行过程中，有时候需要提前结束，或者跳过某一次。这时候就用 break 和 continue：

  • break：立即跳出整个循环
  • continue：跳过本次循环，进入下一次
# break 示例：找到第一个偶数就停止
for num in [1, 3, 5, 6, 7, 9]:
    if num % 2 == 0:
        print(f"找到偶数了：{num}")
        break

# continue 示例：跳过偶数
for num in range(1, 6):
    if num % 2 == 0:
        continue
    print(f"奇数：{num}")

运行结果：

找到偶数了：6
奇数：1
奇数：3
奇数：5
我的经验：在项目中写数据爬取时，经常用 break 控制爬取页数，用 continue 跳过无效数据。这两个小东西，用好了效率翻倍。

4.9 循环嵌套

循环里面再套循环，就是嵌套。比如打印九九乘法表：

for i in range(1, 10):
    for j in range(1, i+1):
        print(f"{j}x{i}={i*j}", end="\t")
    print()

输出：

1x1=1	
1x2=2	2x2=4	
1x3=3	2x3=6	3x3=9	
1x4=4	2x4=8	3x4=12	4x4=16	
...
注意：嵌套层数不要太深，超过3层代码就很难读了。我见过有人写了5层嵌套，维护的时候自己都看不懂。如果确实需要多层，考虑拆成函数。

4.10 知识结构图

分支与循环 条件判断 循环控制 if 语句 if-else if-elif-else while 循环 for 循环 break/continue 逻辑运算符：and / or / not 比较运算符：== != > < >= <=

4.11 综合示例：猜数字游戏

把今天学的知识串起来，写个小游戏：

import random

# 生成1-100的随机数
target = random.randint(1, 100)
guess_count = 0

print("猜数字游戏开始！范围1-100")

while True:
    try:
        guess = int(input("请输入你猜的数字："))
        guess_count += 1
        
        if guess == target:
            print(f"恭喜你！猜对了！一共猜了{guess_count}次")
            break
        elif guess > target:
            print("猜大了，再小一点")
        else:
            print("猜小了，再大一点")
    except ValueError:
        print("请输入有效的数字！")
        continue

这个例子用到了 while True 无限循环、if-elif-else 判断、break 跳出、continue 跳过错误输入。你看，一个完整的交互程序就这么出来了。

本章总结：
  • 布尔类型 True/False 是判断的基础
  • if/elif/else 让程序能做决策
  • while 和 for 让程序能重复执行
  • break 跳出循环，continue 跳过本次
  • 逻辑运算符 and/or/not 组合条件

好了，这一章的内容就到这里。说实话，分支和循环是编程的「骨架」，几乎所有程序都离不开它们。下一章我们会学习函数，把代码组织得更优雅。到时候见！

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