Python结构控制结果讨论 python控制结构三

程序的流程控制

零、程序的结构

• 分为三种结构

1. 顺序结构：自顶向下运行代码；
2. 分支结构（选择结构）：通过条件的判断进行代码分支的处理，如果条件成功，则执行指定的代码块。只执行0次或1次；
3. 循环结构：通过条件的判断，如果条件为真则执行代码，这个判断会进行多次，直到条件为假。执行的次数比判断次数少一次。

• 分支结构的关键字：if、elif、else，只有一种分支的语法；
• 循环结构的关键字：while、for-in，有两种循环语法

一、对象的布尔值

在Python一切皆对象，每个对象都有一个布尔值（True或者False）。

• 以下对象的布尔为False，其余的对象的布尔值为True：

• 0
• 0.0
• False
• None
• ''：空字符串
• []：空列表
• {}：空字典
• ()：空元组
• set()：空集合

• 如何判断对象的布尔值：使用bool(obj)

print(bool(0))
print(bool(0.0))
print(bool(False))
print(bool(None))
print(bool([]))
print(bool({}))
print(bool(()))
print(bool(set()))

''' 以上代码的输出结果均为False '''

二、分支结构

2.1 单分支

• 语法

if 条件:		# 条件的布尔值，不需要使用bool()来获取
    如果条件为True则执行代码1
    如果条件为True则执行代码2
无论条件是否成立，这行代码肯定执行

关键字if会自动判断条件的布尔值，不必使用bool()函数。

• 代码

# 需求：坐公交车，如果钱大于6元，才乘坐公交

# 1. 请用户进行刷卡，相当于用户输入一个余额
balance = input('请刷卡，余额为：')

# 2. 判断余额，如果余额大于等于6元，则可以乘车
if balance >= 6:
    print('请上车')
    
# 3. 标记，刷卡结束
print('刷卡结束')

2.2 双分支

• 语法

if 条件：
    代码1
    ...
else:       # 不做判断，如果if后的条件为False，则执行else的代码块
    代码2
    ...

• 案例

# 需求：乘坐公交，加需求：当余额小于6元时，打印“请步行回家”

balance = int(input('请刷卡，余额为：'))

# 判断余额，如果余额大于等于6元，则可以乘车
if balance >= 6:
    print('请上车')
else:
    print('请步行回家！')

# 3. 标记，刷卡结束
print('刷卡结束')

• 随堂练习

''' 练习：
一个人想去网吧上网：
如果年龄大于18岁，则可以上网；
否则，不能上网。
'''

age = int(input('请出示身份证，年龄为：'))

if age >= 18:
    print('可以上网')
else:
    print('不能上网')

2.3 多分支

• 语法

if 条件1:
    代码1...
elif 条件2:
	代码2...
elif 条件3:
    代码3...
else:
    代码n...

• 案例1

如果 余额大于等于4元，则打印请上车；

如果 余额大于2元，则请充值；

如果 余额小于2元，请投币。

balance = int(input('请刷卡，余额为：'))

if balance >= 4:
    print('请上车')
elif balance >= 2:
    print('请充值')
elif balance >= 0:
    print('请投币')

• 案例2

如果 余额大于等于4元，则打印请上车；

如果 余额大于2元，则请充值；

如果 余额小于2元，请投币；

如果以上条件不满足，比如拿错了卡，提示请查看卡片（代码中表示为小于0）。

balance = int(input('请刷卡，余额为：'))

print('开始')

if balance >= 4:
    print('请上车')
elif balance >= 2:
    print('请充值')
elif balance >= 0:
    print('请投币')
else:       # balance 小于0 才执行
    print('拿错了卡，请查看卡片')
    
print('结束 ')

• 随堂练习

买东西。需要计算最终的付款金额！

如果消费金额大于等于500元，则打8折

如果消费金额大于等于300小于500，则打8.5折

如果消费金额大于等于200小于300，则打9折

如果消费金额小于200，不打折

money = int(input('请输入消费金额：'))

if money >= 500:
    money *= 0.8
elif money >= 300:
    money *= 0.85
elif money >=200:
    money *= 0.9
elif money > 0:
    pass
else:
    print('你没有消费')

print(f'您最终的消费金额为：{money}')

2.4 if嵌套

• 案例1

查看考试成绩：

70分以上为及格，70分以下为不及格

如果85分以上，等级为A

如果70-85分，等级为B

如果60-70分，等级为C

如果60分以下，等级为D

score = int(input('请输入你的成绩：'))

if score >= 70:
    print('及格')
    if score >= 85:
        print('等级A')
    else:
        print('等级B')
else:
    print('不及格')
    if score >= 60:
        print('等级C')
    else:
        print('等级D')

• 案例2

如果余额大于等于4元，则打印请上车；否则步行；

加需求：上车后，如果有座位则坐下，否则站着。

balance = int(input('请刷卡，余额为：'))

if balance >= 4:
    print('请上车')
    # 请问司机是否有座位？
    seat = input('请问是否有座位？(Y/n)：')
    if seat == 'Y':
        print('有座位，请坐！')
    elif seat == 'n':
        print('没座位，先站着！')
    else:
        print('没听清')
else:
    print('步行')

2.5 三目表达式

提示用户输入两个整数，判断两个整数的大小，将较大的数字输出到控制台！

• 使用if..else...

num1 = int(input('请输入第一个整数：'))
num2 = int(input('请输入另一个整数：'))
if num1 > num2:
    print(f'较大数为：{num1}')
else:
    print(f'较大数为：{num2}')

• 使用三目表达式

num1 = int(input('请输入第一个整数：'))
num2 = int(input('请输入另一个整数：'))

# 三目表达式
max_num = num1 if num1 > num2 else num2

print(f'较大的数为{max_num}')

2.6 补充

score = 65
if score >= 85:
    print('A')
elif 85 > score >= 70:        # 70 < score <= 85
    print('B')
elif 60 <= score < 70:     # 60 <= score < 70
    print('C')
else:
    print('D')

Python支持数学中的连续比较运算符：11 <= 变量 < 22

三、range()

3.1 语法

range(stop) -> range object
range(start, stop[, step]) -> range object

参数解释：

start：开始数字，包含；

stop：结束数字，不包含；

step：步长。正负整数均可，如果为负数，表示从开始数字向负方向迭代。

r = range(3)
print(r, type(r))		# range(0, 3) <class 'range'>

range()返回一个range对象，是一个可迭代对象

3.2 range(stop)

# 如何查看 range() 中的元素
r = range(3)
print(list(r))		# [0, 1, 2]

range(stop)中默认：start=0、step=1

3.3 range(start, stop[, step])

• range(start, stop)

# range(start, stop)
print(list(range(2, 5)))		# [2, 3, 4]

print(list(range(5, 2)))		# []

# 打印 -3到2 的列表
print(list(range(-3, 3)))

print(list(range(3, -3)))		# []

range(start, stop)中默认：step=1

• range(start, stop, step)

# 打印 0-9 的所有偶数的列表
print(list(range(0, 10, 2)))

# 打印 0-9 的所有奇数的列表
print(list(range(1, 10, 2)))

# 打印 3到-2 的数字列表
print(list(range(3, -3, -1)))		# [3, 2, 1, 0, -1, -2]

step为负数时，迭代方向为反方向。

四、循环结构

4.1 while

• 语法

while 条件:
    循环体

• 一般形式

防止出现死循环，满足以下三个条件

# 1. 起始值
while 条件:       # 2. 判断这个起始值
    循环体（多行语句）
    # 3. 改变起始值

• 案例1：循环输出0-9之间的所有整数，要求在一行打印。

a = 0
while a < 10:
    print(a, end='\t')
    a += 1

• 案例2：循环输出9-0之间的所有整数，要求在一行打印。

a = 9
while a >=0:
    print(a, end='\t')
    a -= 1

• 案例3：使用while打印0-9之间的所有偶数

# 第一种方案：
a = 0
while a < 10:
    print(a, end='\t')
    a += 2		# 通过改变a的增量

# 第二种方案：
a = 0
while a < 10:
    if not a % 2:        # 判断一个整数为偶数
        print(a, end='\t')
    a += 1

• 案例4：求出0-99所有整数的和

''' 分析过程：
a=0   sum_ = 0 + 0 = 0
a=1   sum_ = 0 + 1 = 1
a=2   sum_ = 1 + 2 = 3

a=99  sum_ = 4851 + 99 = 最终结果 = 4950
'''

a = 0
sum_ = 0     # 设置一个保存整数和的变量，不能影响到a的0-99的和
while a < 100:
    # 在循环体中累积求和
    sum_ += a       # sum_ = sum_ + a
    a += 1

# 打印最终结果
print(sum_)

4.2 for

• 语法

for 变量 in 可迭代的对象:		# 目前已学过的可迭代对象有：str、range
    循环体

• 案例1：打印0-9所有整数

# 第一种：使用字符串
for tmp in '0123456789':
    print(int(tmp))
    
# 第二种：使用range()
for i in range(10):
    print(i)

• 案例2：打印0-9之间的所有奇数

# 第一种：使用range的步长
for i in range(1, 10, 2):
    print(i, end=' ')
print()

# 第二种：使用if判断余数
for i in range(10):
    if i % 2:
        print(i, end=' ')

• 案例3：求0-99之间整数的奇数和与偶数和

sum1 = 0        # 保存奇数的和
sum2 = 0        # 保存偶数的和

# while a < 100:
for a in range(100):
    if a % 2:
        sum1 += a
    else:
        sum2 += a

• 扩展

如果for之后的变量在循环体中没使用，建议使用_作为变量名！

# 需求：使用for-in打印“我中了500万”5遍

for _ in range(5):
    print('我中了500万')

4.3 break

• break在循环中的作用是，跳出循环，执行循环之后的代码；
• break一旦执行，break之后的循环体代码不会执行；

• 案例1：遍历0-9之间的整数，只打印0-4，5-9不打印。

# 第一种：先打印，后判断
for i in range(10):
    print(i, end=' ')
    if i == 4:
        break

# 第二种：先判断，后打印
for i in range(10):
    if i == 5:
        break
    print(i, end=' ')

• 案例2：猜0-999数字

电脑随机生成0-999的数字，使用程序提示用户输入自己猜的内容，如果猜错继续猜，直到猜中为止；

1. 如果用户的数字大于电脑数字，则给出提示“大了，再猜！”；
2. 如果用户的数字小于电脑数字，则给出提示“小了，再猜！”；
3. 如果用户的数字等于电脑数字，则给出提示“中了，Bye！”，跳出循环；

import random


# 电脑随机生成一个 0-999的数字，包含0和999
cmp = random.randint(0, 999)

# 判断用户猜的数字与电脑的随机数是否相等
while True:     # 为什么使用while？因为猜的次数未知
    player = int(input('请猜：'))      # 这一句必须放在循环中，不然无法猜第二次

    if player > cmp:
        print('大了，再猜！')
    elif player < cmp:
        print('小了，再猜！')
    else:
        print('中了，再见！')
        break

• 案例3：加需求，限制用户猜的次数最多3次

import random


cmp = random.randint(0, 999)

for _ in range(3)；
	player = int(input('请猜：'))

    if player > cmp:
        print('大了，再猜！')
    elif player < cmp:
        print('小了，再猜！')
    else:
        print('中了，再见！')
        break

4.4 else

在while或者for循环之后，如果有else语句，并且循环体内有break；

• 当执行break后，则不执行else中的代码；
• 如果循环正常结束（不执行break而结束循环），则执行else中的代码

• 语法

for 变量 in 可迭代对象:
    循环体
    break			# 如果执行break，那么else不执行
else:				# 如果以上循环正常结束，则执行else
    代码

• 案例

加需求：

• 如果三次机会使用完，请打印“三次机会已用完，你真菜！”
• 无论用户是否猜中，猜完之后打印“游戏结束”

import random

cmp = random.randint(0, 999)

for _ in range(3):
    player = int(input('请猜：'))

    if player > cmp:
        print('大了，再猜！')
    elif player < cmp:
        print('小了，再猜！')
    else:
        print('中了，再见！')
        break
else:
    print('三次机会已用完，你真菜！！！')

print('游戏结束！')

4.5 continue

关键字continue表示，当执行continue时，结束当前循环，继续进行下次循环；

一旦执行continue，continue之后的循环体代码不执行，跳到下次循环。

• 案例：遍历HelloPython，不打印o

str_ = 'HelloPython'

for tmp in str_:
    if tmp == 'o':
        continue
    print(tmp, end='')

• 随堂练习

# 打印0-9偶数，使用continue

for i in range(10):
    if i % 2:
        continue
    print(i, end=' ')

4.6 循环的嵌套

• 案例1：打印一个4行3列的矩形

''' 结果：
*   *   *
*   *   *
*   *   *
*   *   *
'''
''' 分析：
第一行，打印三个星
第二行，打印三个星
第三行，打印三个星

提取信息：
1. 将一个星在一行打印三次
2. 将“一行三个星”打印三行，即可。
'''

for j in range(4):      # 行
    for i in range(3):      # 列
        print('*', end='\t')
    print()

• 案例2：打印一个直角三角形

'''
*	
*	*
*	*	*	
*	*	*	*
'''
''' 分析：
第一行打印一颗星；
第二行打印二颗星；
第三行打印三颗星；
第四行打印四颗星；
'''

for i in range(1, 5):
    for j in range(1, i+1):
        print('*', end='\t')
    print()

• 随堂练习：打印九九乘法表

for i in range(1, 10):
    for j in range(1, i+1):
        print(f'{j}*{i}={i*j}', end='\t')
    print()