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Python技巧:不要在for与while循环后写else块

Python的循环有一项大多数编程语言都不支持的特性,即可以把else块紧跟在整个循环结构的后面。

for i in range(3):
    print('Loop', i)
else:
    print('Else block!')
>>>
Loop 0
Loop 1
Loop 2
Else block!

奇怪的是,程序做完整个for循环之后,竟然会执行else块里的内容。既然是这样,那为什么要叫“else”呢?这应该叫“and”才对。在if/else结构里,else的意思是:如果没执行前面那块语句,那就执行else块。在try/except结构里,except也是这个意思:如果前面那块语句执行失败,那就执行except块。

try/except/else结构里的else依然遵循这样的理念,它的意思是:如果没有异常需要处理,那就执行这块语句。try/finally结构里的finally同样很直观,意思是:不管前面那块代码执行得如何,最后都要执行finally块代码。

了解了else、except、finally等在上面那些结构里的用法,Python新手可能就觉得,for/else结构里的else也是这个意思,即如果循环没有从头到尾执行完,那就执行else块。实际上恰恰相反,如果循环没有从头到尾执行完(也就是循环提前终止了),那么else块里的代码是不会执行的。在循环中使用break语句实际上会跳过else块。

for i in range(3):
    print('Loop', i)
    if i==1:
        break
else:
    print('Else b1ock!')
>>>
Loop 0
Loop 1

还有一个奇怪的地方是,如果对空白序列做for循环,那么程序立刻就会执行else块。

for x in []:
    print('Never runs')
else:
    print('For Else block!')
>>>
For Else block!

while循环也是这样,如果首次循环就遇到False,那么程序也会立刻运行else块。

while False:
    print('Never runs')
else:
    print('While Else block!')
>>>
While Else block!

把else设计成这样,是想让你利用它实现搜索逻辑。

例如,如果要判断两个数是否互质(也就是除了1之外,是不是没有别的数能够同时整除它们),就可以用这种结构实现。先把有可能同时整除它们的数逐个试一遍,如果全都试过之后还是没找到这样的数,那么循环就会从头到尾执行完(这意味着循环没有因为break而提前跳出),然后程序就会执行else块里的代码。

a = 4
b = 9
for i in range(2, min(a, b) + 1):
    print('Testing',i)
    if a % i == 0 and b % i == 0:
        print('Not coprime')
        break
else:
    print('Coprime')
>>>
Testing 2
Testing 3
Testing 4
Coprime

实际工作中,笔者不会这样写,而是会改用辅助函数完成计算。这样的辅助函数有两种常见的写法。

第一种写法是,只要发现某个条件成立,就立刻返回,如果始终都没碰到这种情况,那么循环就会完整地执行,让程序返回函数末尾的那个值作为默认返回值。

def coprime(a, b):
    for i in range(2, min(a, b) + 1):
        if a % i == 0 and b % i == 0:
            return False
    return True

assert coprime(4, 9)
assert not coprime(3, 6)

第二种写法是,用变量来记录循环过程中有没有碰到这样的情况,如果有,那就用break提前跳出循环,如果没有,循环就会完整地执行,无论如何,最后都返回这个变量的值。

def coprime_alternate(a, b):
    is_coprime = True
    for i in range(2, min(a, b) + 1):
        if a % i == 0 and b % i == 0:
            is_coprime = False
            break
    return is_coprime
assert coprime_alternate(4, 9)
assert not coprime_alternate(3, 6)

对于不熟悉for/else结构的人来说,刚才那两种写法都是比较清晰的方案,大家可以根据情况选择其中的一种。

for/else或while/else结构本身虽然可以实现某些逻辑表达,但它给读者(也包括你自己)带来的困惑,已经盖过了它的好处。因为for与while循环这种简单的结构,在Python里面读起来应该相当明了才对,如果把else块紧跟在它的后面,那就会让代码产生歧义。所以,请不要这么写。

要点

  • Python有种特殊的语法,可以把else块紧跟在整个for循环或while循环的后面。
  • 只有在整个循环没有因为break提前跳出的情况下,else块才会执行。
  • 把else块紧跟在整个循环后面,会让人不太容易看出这段代码的意思,所以要避免这样写。

关于作者:布雷特·斯拉特金(Brett Slatkin),Google首席软件工程师,他是Google Surveys的联合技术创始人,也是PubSubHubbub协议的共同创造者之一。此外,Slatkin还发布了Google的第一个云计算产品——App Engine。早在15年前,Slatkin就开始在工作中使用Python管理Google大量的服务器群。他拥有纽约哥伦比亚大学计算机工程专业学士学位。

本文摘编自《Effective Python:编写高质量Python代码的90个有效方法》(原书第2版),经出版方授权发布。Python技巧:不要在for与while循环后写else块

延伸阅读《Effective Python》(原书第2版)

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