《Think Python 2e》学习精粹（五）：条件和递归

《Think Python 2e》学习精粹（五）：条件和递归

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• 这章的中心话题是能够根据程序的状态执行不同命令的if语句；

1、地板除和求余

• 地板除运算符(floor division operator) //（求模） ： 先做除法，然后将结果保留到整数；
• 求余运算符(modulus operator) %（求余） ：将两个数相除，返回余数

>>> minutes = 105
>>> hours = minutes // 60
>>> hours
1
>>> remainder = minutes % 60
>>> remainder
45

2、布尔表达式

• 布尔表达式（boolean expression） ：用关系运算符进行的运算；
• 关系运算符（relational operators） ：共以下六种运算；
  x == y #x等于y
  x != y # x 不等于 y
  x > y # x 大于 y
  x < y # x 小于 y
  x >= y # x 大于或等于 y
  x <= y # x 小于或等于 y

• 布尔表达式（boolean expression）的运算结果要么为真（ True）要么为假（ False ）；
• Python 的关系运算符 == 与 赋值运算符 = 所做的运算完全不同、运算结果也迥异；

3、逻辑运算符

• 逻辑运算符（logical operators）：and 、or 和 not；

• and ：如果两个条件都为真，整个表达式才为真；
• or ：如果一个或两个条件为真，那么整个表达式即为真；
• not ：运算符对一个布尔表达式取反；
• Python 并不严格要求逻辑运算符的运算数是布尔表达式或者布尔值，任何非0的数字都被解释成为真（ True ）；

>>> 42 and True
True
>>> not 42
False
>>>

4、有条件的执行

• 条件语句（Conditional statements）：检测条件、并相应地改变程序行为的语句；

• 有条件的执行（if 语句）：如果条件为真，则缩进的语句会被执行， 如果不是，则什么也不会发生；

if x > 0:
    print('x is positive')

• if 语句和函数定义有相同的结构：一个语句头跟着一个缩进的语句体；
• 语句体中可出现的语句数目没有限制，至少有一个，一条语句都没有的语句体可以加入 pass 语句；

5、二选一执行

• 二选一执行（if… else…语句）：有两个可能的选择，由条件决定执行哪一个，如果条件为真，则执行第一部分语句，如果条件为假，则执行第二部分语句 ；

if x % 2 == 0:
    print('x is even')
else:
    print('x is odd')

6 、链式条件

• 链式条件（chained conditional）（if …elif…else语句）：有时有超过两个可能的情况，需要多于两个的分支，按顺序逐个检测条件，如果它们中有一个为真，相应的分支被执行，并且语句结束；

if x < y:
    print('x is less than y')
elif x > y:
    print('x is greater than y')
else:
    print('x and y are equal')

• elif 语句的数目没有限制；
• else 从句并不是必须的，如果有一个 else 从句， 它必须是在最后；
• 即便有不止一个条件为真，也只执行第一个为真的分支；

7、嵌套条件

• 嵌套条件：一个条件嵌到另一个里面；

if x == y:
    print('x and y are equal')
else:
    if x < y:
        print('x is less than y')
    else:
        print('x is greater than y')

• 很难快速地阅读嵌套条件（nested conditionals），尽量避免使用嵌套条件；
• 逻辑运算符通常是一个简化嵌套条件语句的方法；

if 0 < x:
    if x < 10:
        print('x is a positive single-digit number.')

if 0 < x and x < 10:
    print('x is a positive single-digit number.')

if 0 < x < 10:
    print('x is a positive single-digit number.')

8、递归

• 递归（recursion）：一个函数调用它自己的过程；

• 条件递归：一个函数在有条件执行中调用它自己；

def countdown(n):
    if n <= 0:
        print('Blastoff!')
    else:
        print(n)
        countdown(n-1)
    

• return语句：退出，与其他编程语言中的 break 语句类似；

9、递归函数的堆栈图

• 对于一个递归函数，在堆栈上可能同时有多个栈帧；
  
• n=0的栈底，被称作基础情形（base case），不再进行递归调用、没有更多的栈帧；

10、无限递归

• 无限递归（infinite recursion） ：一个递归永不会到达基础情形，永远进行递归调用， 并且程序永远不会终止；

• 一个具有无限递归的程序并非永远不会终止，当达到最大递归深度时，Python会报告一个错误信息；

>>> def recurse():
...     recurse()
...
>>> recurse()
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "<stdin>", line 2, in recurse
  File "<stdin>", line 2, in recurse
  File "<stdin>", line 2, in recurse
  [Previous line repeated 996 more times]
RecursionError: maximum recursion depth exceeded

• 遇到了无限递归，检查函数是否有基础情形，并确保基础情形没有继续调用递归；

11、键盘输入

• Python 提供了内建函数 input ，可以暂停程序运行，并等待用户输入，当用户按下回车键，程序恢复执行；
• input 以字符串形式返回用户键入的内容；

>>> name = input('What...is your name?\n')
What...is your name?
Arthur, King of the Britons!
>>> name
Arthur, King of the Britons!

• 提示语最后的 \n是一个特别的字符，会造成换行；
• 将返回值 int 可得到整型数；

>>> prompt = 'What...is the airspeed velocity of an unladen swallow?\n'
>>> speed = input(prompt)
What...is the airspeed velocity of an unladen swallow?
42
>>> speed
'42'
>>> int(speed)
42

12、调试

• 当出现语法错误和运行时错误的时候，错误信息中最有用的部分是：
  • 是哪类错误；
  • 在哪儿出现；
• 语法错误通常很容易被找到，但空白分隔符错误很棘手，因为空格和制表符是不可见的，而且我们习惯于忽略它们；
• 实际的错误可能发生在比错误信息指向的地方更早的地方，甚至在前一行，语法错误和运行时错误都是如此；
• 错误信息的提示不都是准确的