第四章 Python程序的流程控制
程序的组织结构
顺序结构
顺序结构：按程序语句的自然顺序，从上到下，以此执行每条语句的程序。
# 赋值运算符的顺序：从右到左
name = '张三'
age = 20
a = b = c = d = 100 # 链式赋值
a, b, c, d = 'room' # 字符串分解赋值 ---> a=r,b=o,c=o,d=m
print(a, b, c, d)
选择结构
单分支if
单分支结构 if 的语法结构：
if 表达式 :
语句块
注意冒号和下一行的缩进是非常重要的(在Python中是通过冒号和缩进来控制程序逻辑的)。
number = eval(input('请输入您的6位中奖号码：'))
# 使用if语句
if number == 123456:
print('恭喜您中奖了！')
if number != 123456:
print('您未中本期大奖')
n = 98 # 赋值操作
if n % 2: # 98%2的余数是0，0的布尔值是False，非0的布尔值为True
print(n, '是奇数') # 由于98%2的余数是0，所以该行代码不执行
if not n % 2: # 98%2的余数是0，0的布尔值是False，not False的结果为True
print(n, '为偶数')
print('-------判断一个字符串是否是空字符串--------')
x = input('请输入一个字符串：')
if x: # 在Python中一切皆对象，每个对象都有一个布尔值，而非空字符串的布尔值为True，空字符串的布尔值为False
print('x是一个非空字符串')
if not x: # 非空字符串的布尔值为True，取反，not False的结果为True
print('x是一个空字符串')
print('-------表达式也可以是一个单纯的布尔型变量--------')
flag = eval(input('请输入一个布尔类型的值：True或False'))
if flag:
print('flag的值为True')
if not flag:
print('flag的值为False')
print('-------使用if语句时，如果语句中只有一句代码，可以将语句块直接写在冒号的后面--------')
a = 10
b = 5
if a > b: max = a # 语句块只有一句
print('a和b的最大值为：', max)
双分支if else
双分支结构 if…else… 的语法结构：
if 表达式 :
语句1
else :
语句2
number = eval(input('请输入您的6位中奖号码：'))
# if...else...
if number == 123456:
print('恭喜您中奖了！')
else:
print('您未中本期大奖')
print('---以上代码可以使用条件表达式进行简化---')
result = '恭喜您中奖了！' if number == 123456 else '您未中本期大奖'
print(result)
print('恭喜您中奖了！' if number == 123456 else '您未中本期大奖')
# 条件表达式：判断条件结果为True，执行if之前的语句，结果为False，就执行else之后的语句
多分支结构
多分支结构的语法结构：(其中else语句可有可无)
if 表达式1 :
语句块1
elif 表达式2 ：
语句块2
elif 表达式n ：
语句块n
else :
语句块n+1
score = eval(input('请输入您的成绩：'))
# 多分支结构
if score < 0 or score > 100:
print('成绩有误！')
elif 0 <= score < 60:
print('E')
elif 60 <= score < 70:
print('D')
elif 70 <= score < 80:
print('C')
elif 80 <= score < 90:
print('B')
else:
print('A')
嵌套if
单分支结构、双分支结构和多分支结构在实际开发中是可以相互嵌套使用的，内层的分支结构将作为外层分支结构的语句块使用。
answer = input('请问您喝酒了吗？')
if answer == 'y': # answer的值为y表示喝酒了
proof = eval(input('请输入酒精含量：'))
if proof < 20:
print('构不成酒驾')
elif proof < 80: # 20<=proof<80
print('已构成酒驾')
else: # 80<=proof
print('已构成醉驾')
else:
print('你走吧，没你啥事！')
多个条件的连接
在使用 and 连接多个条件判断时，只有同时满足多个条件，才能执行if后面的语句块。
user_name = input('请输入您的用户名:')
pwd = input('请输入您的密码:')
if user_name == 'zhong' and pwd == '123456':
print('登录成功')
else:
print('用户名或密码不正确')
使用 or 连接多个判断条件时，只要满足多个条件中的一个，就可以执行if后面的语句块。
score = eval(input('请输入你的成绩：'))
if score < 0 or score > 100:
print('成绩无效')
else:
print('你的成绩为：', score)
模式匹配
在 Python 3.11 增加了模式匹配功能，虽然在Python中没有其他编程语言中switch这种表达式的结构，但是模式匹配功能相当于是switch的加强版。
score=input('请输入成绩等级：')
match score:
case 'A':
print('优秀')
case 'B':
print('良好')
case 'C':
print('中等')
case 'D':
print('及格')
case 'E':
print('不及格')
循环结构
for循环
遍历循环for的语句结构：
for 循环变量 in 遍历对象：
语句块
有点要说明一下，在Python中 // 是整除，而 / 不是整除。且在Python中有幂运算符 ** 。
range()函数：
来源：菜鸟教程
# 遍历字符串
for i in 'hello':
print(i)
# range()函数，Python中的内置函数，产生一个[n,m)的整数序列，包含n，但是不包含m
for i in range(1,11):
if i%2==0:
print(i,'是偶数')
# 计算1-10之间的累加和
s=0 # 用于存储累加和
for i in range(1,11):
s+=i # 相当于s=s+i
print('1-10之间的累加和：',s)
'''
计算100-999之间的水仙花数。
水仙花数是指一个 3 位数，它的每个数位上的数字的 3次幂之和等于它本身。 例如：1^3 + 5^3+ 3^3 = 153
'''
for i in range(100,1000):
sd=i%10 # 获取个位上的数，如153%10 --> 3
tens=i//10%10 # 获取十位上的数，如153//10 --> 15%10 --> 5
hundred=i//100 # 获取百位上的数，如153//100 --> 1
# 有点要说明一下，在Python中 // 是整除，而 / 不是整除。且在Python中有幂运算符**
if sd**3 + tens**3 + hundred**3 == i:
print(i,'是水仙花数')
for…else…结构：
for 循环变量 in 遍历对象：
语句块1
else
语句块2
else语句只有在循环正常结束之后才会执行，在循环中遇到了break这种叫不正常的，遇到break叫非正常终止循环。(循环要执行10次，但执行5次后便退出了，这是非正常；循环要执行10次，最终执行10次，这是正常)
s=0 # 用于存储累加和
for i in range(1,11):
s+=i
else:
print('1-10之间的累加和：',s)
# 在这个循环中没有遇到中断情况，循环正常结束，因此会执行else
while循环
无限循环while的语句结构：
while 表达式:
语句块
while循环的四个步骤：
1、初始化变量
2、条件判断
3、语句块
4、改变变量
值得注意的是一般来说1、2、4中的变量指的都是同一个变量。
# （1）初始化变量
answer=input('今天要上课吗？ y/n')
while answer=='y': # （2）条件判断
print('好好学习，天天向上') # （3）语句块
# （4）改变变量
answer=input('今天要上课吗？ y/n')
# 1-100之间的累加和
s=0 # 存储累加和
i=1 # (1)初始化变量
while i<=100: # (2)条件判断
s+=i # (3)语句块
# (4)改变变量
i+=1 #相当于i=i+1
print('1-100之间的累加和：',s)
while…else…结构：
while 表达式:
语句块1
else:
语句块2
这里同for…else…结构是一样的，只有当循环结构正常结束时，即中间没有遇到任何break的情况，才会执行else语句。
# 1-100之间的累加和
s=0 # 存储累加和
i=1 # (1)初始化变量
while i<=100: # (2)条件判断
s+=i # (3)语句块
# (4)改变变量
i+=1 #相当于i=i+1
else:
print('1-100之间的累加和：',s)
# 在这个循环中没有遇到中断情况，循环正常结束，因此会执行else
使用while循环模拟登录
用无限while循环模拟用户登录。
用户登录共有3次机会，3次均输入错误则禁止输入
i=0 #(1)初始化变量
while i<3: #(2)条件判断
# (3)语句块
user=input('请输入用户名：')
psw=input('请输入密码：')
if user=='lxl' and psw=='123456':
print('登录成功')
i=6 #(4)改变变量
else:
if i<2:
print('用户名或密码错误，您还有',2-i,'次机会')
i+=1 #(4)改变变量
if i==3: #当用户名或密码输入3次不正确的时候，while循环执行结束了，i的最大值为3
print('对不起，3次均输入错误')
嵌套循环
在嵌套循环中通常用于输出一些图形，例如长方形、三角形、菱形。
输出长方形
# 3行4列长方形。外层循环执行3次，内层循环执行4次
for i in range(1,4): #外层循环行
for j in range(1,5): #内层循环列
print('*',end='')
print() #空的print语句，作用是换行
输出三角形
# 直角三角形
for i in range(1,6): #5行
# *的个数与行相同，第一行 --> range(1,2),第二行 --> range(1,3)
for j in range(1,i+1):
print('*',end='')
print() #空的print语句，作用是换行
# 倒直角三角形
for i in range(1,6): # i 表示行号，第i行
# 第一行 --> range(1,6),第二行 --> range(1,5)
for j in range(1,7-i):
print('*',end='')
print() #空的print语句，作用是换行
# 等腰三角形
'''
&&&&*
&&&***
&&*****
&*******
*********
只需将打印出来的&换成空格即可
'''
for i in range(1,6): # i 表示行号，第i行
# 第一行 --> range(1,5),第二行 --> range(1,4)
for j in range(1,6-i):
print(' ',end='')
# 第一行 --> range(1,2),第二行 --> range(1,4),第三行 --> range(1,6)
for j in range(1,2*i):
print('*',end='')
print() #空的print语句，作用是换行
输出菱形
# 菱形
'''
&&&&*
&&&***
&&*****
&*******
*********
&*******
&&*****
&&&***
&&&&*
只需将打印出来的&换成空格即可.
可以发现菱形实际上是两个等腰三角形，且菱形是奇数行，因为菱形中间最长。
所以需要先判断一下菱形的行数，奇数行执行，偶数行不执行
'''
row=eval(input('请输入菱形的行数：'))
while row%2==0:
row=eval(input('菱形的行数不能为偶数，请重新输入菱形的行数：'))
#菱形的上半部分
top_row=(row+1)//2
for i in range(1,top_row+1): # i 表示行号，第i行
# 第一行 --> range(1,5),第二行 --> range(1,4)
for j in range(1,top_row+1-i):
print(' ',end='')
# 第一行 --> range(1,2),第二行 --> range(1,4),第三行 --> range(1,6)
for j in range(1,2*i):
print('*',end='')
print() #空的print语句，作用是换行
#菱形的下半部分
bottom_row=row//2
for i in range(1,bottom_row+1):
for j in range(1,i+1):
print(' ',end='')
for j in range(1,2*bottom_row-2*i+2):
print('*',end='')
print()
# 空心菱形
'''
&&&&*
&&&* *
&&* *
&* *
* *
&* *
&&* *
&&&* *
&&&&*
只需将打印出来的&换成空格即可.
空心菱形在菱形的基础上只需让第一个和最后一个打印*即可，所以加一个判断语句即可
'''
row=eval(input('请输入菱形的行数：'))
while row%2==0:
row=eval(input('菱形的行数不能为偶数，请重新输入菱形的行数：'))
#菱形的上半部分
top_row=(row+1)//2
for i in range(1,top_row+1): # i 表示行号，第i行
# 第一行 --> range(1,5),第二行 --> range(1,4)
for j in range(1,top_row+1-i):
print(' ',end='')
# 第一行 --> range(1,2),第二行 --> range(1,4),第三行 --> range(1,6)
for j in range(1,2*i):
if j==1 or j==2*i-1:
print('*',end='')
else:
print(' ',end='')
print() #空的print语句，作用是换行
#菱形的下半部分
bottom_row=row//2
for i in range(1,bottom_row+1):
for j in range(1,i+1):
print(' ',end='')
for j in range(1,2*bottom_row-2*i+2):
if j==1 or j==2*bottom_row-2*i+2-1:
print('*',end='')
else:
print(' ',end='')
print()
break
关于break有一个易错点见本章习题处。
程序跳转语句break用于跳出循环结构，通常与if一起搭配使用。
语法结构：
while表达式1：
执行代码
if 表达式2：
break
s=0 #存储累加和
i=1
while i<=10:
s+=i
if s>20:
print('累加和大于20的当前数是：',i)
break
i+=1
下面再来看学了break后，前面登录的例子如何改进：
#用户登录。有3次机会
i=0
while i<3:
user_name=input('请输入用户名：')
pwd=input('请输入密码：')
if user_name=='lxl' and pwd=='123456':
print('登录成功')
break
else:
if i<2:
print('用户名或密码错误，您还有',2-i,'次机会')
i+=1
else: #while...else...结构，当循环正常结束时执行else；若执行了break，则不会执行else
print('3次均输入错误，请明天重试')
语法结构：
for 循环遍历 in 遍历对象：
执行代码
if 表达式：
break
for i in 'hello':
if i=='e':
break
print(i)
for i in range(3): #当range()只有一个参数时，表示循环次数，i默认从0开始
user_name=input('请输入用户名：')
pwd=input('请输入密码：')
if user_name=='lxl' and pwd=='123456':
print('登录成功')
break
else:
if i<2:
print('用户名或密码错误，您还有',2-i,'次机会')
i+=1
else: #for...else...结构，当循环正常结束时执行else；若执行了break，则不会执行else
print('3次均输入错误，请明天重试')
continue
continue的作用是用于跳过本次循环的后续代码，而继续执行下一次循环操作，continue在循环中通常也是与if一起搭配使用。
语法结构：
while表达式1：
执行代码
if 表达式2：
continue
s=0
i=1
while i<=100:
if i%2 == 1: #奇数
i+=1 #(3)改变变量
continue #不再执行后面的代码了
# 累加求和的代码
s+=i
i+=1 #(3)改变变量
print('1-100之间偶数的累加和为：',s)
语法结构：
for 循环遍历 in 遍历对象：
执行代码
if 表达式：
continue
s=0
for i in range(1,101):
if i%2==0:
continue
s+=i
print('1-100之间偶数的累加和为：',s)
空语句pass
pass是Python中的保留字，在语法结构中只起到占位符作用，使语法结构完整，不报错。一般可用在if、for、while、函数的定义、类的定义中。
if True:
pass
'''
以下这个是死循环
while True:
pass
'''
for i in range(10):
pass
章节习题
for i in 'python':
for j in range(2):
print(i,end='')
if i=='h':
break
易错：注意这里break只会跳出内层循环。
题目：模拟10086查询功能。
需求：输入1，显示当前余额；输入2，显示当前的剩余流量，单位为G；输入3，显示当前的剩余通话，单位为分钟；输入0，退出自助查询系统。
# 模拟10086查询功能
answer='y' #(1)初始化变量
while answer=='y': #(2)判断条件
print('-----模拟10086查询功能-----')
print('1.查询余额')
print('2.查询当前剩余流量')
print('3.查询当前剩余通话时长')
print('0.退出系统')
choice=input('请输入您要查询的内容：')
if choice=='1':
print('您当余额为100元')
elif choice=='2':
print('您当前剩余流量100G')
elif choice=='3':
print('您当前剩余通话时长')
elif choice=='0':
print('退出系统，欢迎下次使用')
break
else:
print('输入有误，请重新输入')
answer=input('还继续操作吗？ y/n') #(4)改变变量
else: #while...else...结构
print('退出系统，欢迎下次使用')
题目：使用嵌套循环输出九九乘法表。
需求：使用嵌套循环输出九九乘法表，内层循环与外层循环的关系，输出的数据的个数与行数相同，即第一行输出一个，1*1=1，第二行输出两个1*2=2 2*2=4 以此类推。
# 输出九九乘法表。分析：九九乘法表从形状上来看就是打印直角三角形
for i in range(1,10):
for j in range(1,i+1):
print(str(j)+'*'+str(i)+'='+str(i*j),end='\t')
print()
题目：猜数游戏。
需求：随机生成一个1~100之间的整数，然后用户循环猜这个数，对于用户的输入，可提示“大了”，“小了”，直到猜准确为止，输出用户的猜测次数。
产生随机数的代码如下：
import random
rand=random.randint(1,100) #产生1-100之间的随机数，包含1和100
详细的random模块方法见：菜鸟教程
实现代码：
#猜数游戏
import random
rand=random.randint(1,100) #产生1-100之间的随机数，包含1和100
count=1 #记录猜数的次数
while count<=10:
number=eval(input('在我心中有个数：1-100之间，请你猜一猜'))
if number==rand:
print('猜对了！')
break
elif number<rand:
print('小了')
else:
print('大了')
count+=1 #每猜一次count次数要加1
#判断次数
if count<=3:
print('真聪明，一共猜了',count,'次')
elif count<=6:
print('还可以，一共猜了',count,'次')
else:
print('猜的次数有点多啊，一共猜了',count,'次')
