控制流与函数进阶

Python 控制流与函数进阶：从循环到模式匹配

在掌握 Python 基础语法后，理解控制结构（如 if、for、while）、函数定义（包括匿名函数）以及 Python 3.10+ 新特性（如结构化模式匹配）是进阶的关键一步。本文通过一系列实用示例，带你系统梳理这些核心概念。

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1. 条件分支：if-elif-else 与 match-case

传统多分支判断（if-elif-else）

age = int(input('Please input your age: '))

if age <= 10:
    print('You are a child')
elif age <= 18:
    print('You are a teenager')
elif age <= 65:
    print('You are an adult (eligible to vote)')
else:
    print('You are a senior citizen')

print('Program ends.')

✅ 适用于大多数条件判断场景，逻辑清晰，兼容所有 Python 版本。

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结构化模式匹配（match-case，Python 3.10+）

Python 3.10 引入了类似其他语言 switch 的 模式匹配 语法：

age = 9

match age:
    case e if e < 10:
        print('You are a child')
    case _:
        print('You are a teenager or older')

• case _ 是通配符（相当于 default）；
• 支持守卫条件（if 子句），实现更灵活的匹配。

⚠️ 注意：match-case 不是简单的值比较，而是模式匹配，未来可扩展至复杂数据结构（如字典、类实例）。

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2. 循环结构：for 与 while

for 循环：遍历序列（半开区间）

# 遍历 range（左闭右开）
for n in range(0, 10):
    print(f'第{n}次打印')

# 遍历字符串
for c in 'hello world':
    print(c)

• range(0, 10) 生成 0 到 9（不包含 10）；
• for 可直接遍历任何可迭代对象（字符串、列表、元组等）。

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while 循环：条件驱动

n = 0
while n < 10:
    print(n)
    n += 1
print('Done')

• 适用于不确定循环次数的场景；
• 务必确保循环变量会变化，避免死循环。

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3. 匿名函数：lambda

lambda 用于创建小型匿名函数，常用于高阶函数（如 sort、map、filter）：

# 创建一个“加法器”闭包
def make_incrementor(n):
    return lambda x, *args: x + n

f = make_incrementor(42)
print(f(2))  # 44
print(f(3))  # 45

在排序中的应用

pairs = [(1, 'one'), (2, 'two'), (3, 'three'), (4, 'four'), (5, 'five')]

# 按字符串（第二项）降序排序
pairs.sort(key=lambda x: x[1], reverse=True)
print(pairs)

# 再按升序排回来
pairs.sort(key=lambda x: x[1])
print(pairs)

✅ lambda x: x[1] 表示“以元组的第二个元素作为排序键”。

🔁 注意：list.sort() 是原地排序，而 sorted() 返回新列表。

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4. 模块化编程：自定义模块与导入

定义函数（my_tes.py）

# my_tes.py
def http_error(status):
    match status:
        case 400 | 399:
            return "Bad request"
        case 404:
            return "Not found"
        case 418:
            return "I'm a teapot"
        case _:
            return "Something's wrong with the internet"

• 使用 match-case 处理多种 HTTP 状态码；
• 支持“或”匹配（400 | 399）。

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导入并使用模块（module_test.py）

# module_test.py
from chap3.test import test11          # 假设 test11 是另一个模块函数
from chap4.my_tes import http_error    # 导入上面定义的函数

print(http_error(401))  # Something's wrong with the internet
print(test11())         # 调用其他模块功能

📦 最佳实践：

• 将功能拆分为多个 .py 文件（模块）；
• 使用 from ... import ... 按需导入，避免命名冲突。

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5. 补充：三目运算符（条件表达式）

Python 中的“三目运算”写法：

x = 10
res = '>10' if x > 10 else '<10'
print(res)  # '<10'

语法：value_if_true if condition else value_if_false

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总结对比表

特性	语法	适用场景
多条件分支	if-elif-else	通用，兼容性好
模式匹配	match-case	Python 3.10+，状态码/类型分发
循环	for item in iterable	遍历已知序列
循环	while condition	条件控制循环
匿名函数	lambda args: expr	简短函数，配合高阶函数使用
模块导入	from module import func	代码组织与复用

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学习建议

• ✅ 动手实验：修改示例中的数值、条件、数据结构，观察输出变化；
• ✅ 组合使用：例如在 for 循环中使用 lambda 排序，或在 match 中调用模块函数；
• ✅ 版本注意：match-case 需 Python ≥ 3.10，部署前确认环境。

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🐍 小贴士：Python 的设计哲学是“可读性至上”。即使有新特性（如 :=、match），也要优先选择团队最熟悉、最易维护的写法。

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希望这篇整理能帮助你巩固 Python 控制流与函数的核心知识！欢迎将你的实践心得留言分享～