Python程序設(shè)計授課教師：第3章程序的控制結(jié)構(gòu)課程描述本章將首先對程序的基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行介紹，然后重點講解Python的常用語句，包括賦值語句、選擇語句、循環(huán)語句和跳轉(zhuǎn)語句，最后介紹異常處理語句。本章知識點3.1控制結(jié)構(gòu)3.2常用語句3.3異常處理語句3.1程序結(jié)構(gòu)計算機(jī)在解決某個具體問題時，主要有3種情形，分別是順序執(zhí)行所有的語句、選擇執(zhí)行部分語句和循環(huán)執(zhí)行部分語句。程序設(shè)計中對應(yīng)的3種基本結(jié)構(gòu)就是：順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)。3.1.1順序結(jié)構(gòu)順序結(jié)構(gòu)是程序中最基本、最簡單的結(jié)構(gòu)。它按照代碼的書寫順序，從上到下、從左到右逐行執(zhí)行。在順序結(jié)構(gòu)中，每個語句或命令都是順序執(zhí)行的，沒有分支或跳轉(zhuǎn)。順序結(jié)構(gòu)適用于那些需要按照固定順序執(zhí)行的任務(wù)，如數(shù)據(jù)的輸入、處理、輸出等。它是任何程序的基礎(chǔ)，因為即使是最復(fù)雜的程序，也是由一系列順序執(zhí)行的語句構(gòu)成的。3.1.2選擇結(jié)構(gòu)選擇結(jié)構(gòu)允許程序根據(jù)條件判斷來選擇執(zhí)行不同的代碼塊，通常通過條件語句來實現(xiàn)。選擇結(jié)構(gòu)增加了程序的靈活性和決策能力，使程序能夠根據(jù)不同的條件執(zhí)行不同的操作。選擇結(jié)構(gòu)適用于那些需要根據(jù)條件進(jìn)行分支執(zhí)行的任務(wù)，如用戶輸入的判斷、數(shù)據(jù)的分類處理、錯誤處理等。它是實現(xiàn)程序邏輯判斷和決策的基礎(chǔ)。3.1.3循環(huán)結(jié)構(gòu)循環(huán)結(jié)構(gòu)允許程序重復(fù)執(zhí)行某段代碼，直到滿足某個條件為止，通常通過循環(huán)語句來實現(xiàn)。循環(huán)結(jié)構(gòu)提高了程序的復(fù)用性和效率，使程序能夠處理重復(fù)性的任務(wù)。循環(huán)結(jié)構(gòu)適用于那些需要多次執(zhí)行相同或相似操作的任務(wù)，如數(shù)據(jù)的遍歷、累加、求平均值等。它是實現(xiàn)程序自動化和批量處理的基礎(chǔ)。3.1.4三種結(jié)構(gòu)的相互關(guān)系這三種基本結(jié)構(gòu)并不是孤立的，而是可以相互嵌套和組合的。一個程序中可以包含多個順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)，它們共同構(gòu)成了程序的邏輯框架。順序結(jié)構(gòu)是程序的基礎(chǔ)，它確保了代碼按照預(yù)定的順序執(zhí)行。選擇結(jié)構(gòu)在順序結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加了決策能力，使程序能夠根據(jù)條件執(zhí)行不同的代碼塊。循環(huán)結(jié)構(gòu)則進(jìn)一步增強了程序的復(fù)用性和效率，使程序能夠處理重復(fù)性的任務(wù)。3.1.4三種結(jié)構(gòu)的相互關(guān)系在實際編程中，通常要根據(jù)問題的需求，合理地選擇和使用這三種基本結(jié)構(gòu)，以及它們的組合形式，來構(gòu)建出滿足要求的程序。掌握這三種基本結(jié)構(gòu)及其相互關(guān)系，對于理解和編寫高效、可維護(hù)的程序至關(guān)重要。3.2常用語句3.2.1賦值語句3.2.2選擇語句3.2.3循環(huán)語句3.2.4跳轉(zhuǎn)語句3.2.1賦值語句賦值語句是Python語言中最簡單、最常用的語句。通過賦值語句可以定義變量并為其賦初始值。例如：a=2b=a+5【例題】賦值語句的例子a=10a+=1print(a)a*=10print(a)a**=2print(a)運行結(jié)果如下：1111012100【例題】交換兩個變量的值傳統(tǒng)算法：引入第3個變量作為中間變量a,b=eval(input("請分別輸入a和b的值："))temp=aa=bb=tempprint(a,b)【例題】交換兩個變量的值在Python中可以直接實現(xiàn)兩個變量值的交換。a,b=eval(input("請分別輸入a和b的值："))a,b=b,aprint(a,b)3.2.2選擇語句1．單分支結(jié)構(gòu)2．二分支結(jié)構(gòu)3．多分支結(jié)構(gòu)1．單分支結(jié)構(gòu)：if語句if條件表達(dá)式:

語句塊【例題】if語句的例子ifa>10:print("變量a大于10")如果語句塊中包含多條語句，則這些語句必須擁有相同的縮進(jìn)。例如：ifa>10:print("變量a大于10")a=10【例題】嵌套if語句的例子ifa>10:

print("變量a大于10")ifa>100:print("變量a大于100")2．二分支結(jié)構(gòu)：if…else語句if條件表達(dá)式:

語句塊1else:

語句塊2【例題】if...else語句的例子ifa>10:

print("變量a大于10")else:print(“變量a小于或等于10")3．多分支結(jié)構(gòu)：if…elif…else語句if條件表達(dá)式1:

語句塊1elif條件表達(dá)式2:

語句塊2elif條件表達(dá)式3:

語句塊3……else:

語句塊n【例題】成績統(tǒng)計成績統(tǒng)計規(guī)律如下：按照100分制，90分及以上成績?yōu)锳，80到90（不包括90）為B，60到80（不包括80）為C，60以下為D。寫一個程序，當(dāng)用戶輸入分?jǐn)?shù)，自動轉(zhuǎn)換為ABCD的形式打印?！纠}】成績統(tǒng)計score=int(input('請輸入一個分?jǐn)?shù)：'))ifscore>=90andscore<=100:print('A')elif(score>=80)and(score<90):print('B')elif60<=score<80:print('C')elif60>score>=0:print('D')else:print('輸入錯誤！')【例題】三個數(shù)由小到大輸出從鍵盤輸入三個數(shù)x,y,z，請將這三個數(shù)由小到大輸出。x,y,z=eval(input("請輸入三個數(shù)："))Max=max(x,y)Min=min(x,y)ifz>Max:print(Min,Max,z)elifz<Min:print(z,Min,Max)else:print(Min,z,Max)3.2.3循環(huán)語句1．while語句2．for語句1．while語句while條件表達(dá)式:

循環(huán)語句體【例題】while語句的例子使用while語句求1+2+…+9+10。i=1sum=0whilei<11:sum+=ii+=1print(sum)while語句的擴(kuò)展模式while<條件>:<語句塊1>else:<語句塊2>當(dāng)whlie循環(huán)正常執(zhí)行后，程序會繼續(xù)執(zhí)行else語句中內(nèi)容。else語句只在循環(huán)正常執(zhí)行之后才執(zhí)行。因此，可以在<語句塊2>中放置判斷循環(huán)執(zhí)行情況的語句?！纠}】while語句擴(kuò)展模式的例子s,idx="BIT",0whileidx<len(s):print("循環(huán)進(jìn)行中:"+s[idx])idx+=1else:s="循環(huán)正常結(jié)束"print(s)執(zhí)行結(jié)果：循環(huán)進(jìn)行中:B循環(huán)進(jìn)行中:I循環(huán)進(jìn)行中:T循環(huán)正常結(jié)束2．for語句for循環(huán)變量in遍歷結(jié)構(gòu):

循環(huán)語句體遍歷結(jié)構(gòu)可以是字符串、文件、組合數(shù)據(jù)類型或range()函數(shù)等。2．for語句range()函數(shù)是最常見的一種遍歷結(jié)構(gòu)的形式，其基本語法結(jié)構(gòu)如下：foriinrange(N):

循環(huán)語句體程序在執(zhí)行for語句時，循環(huán)計數(shù)器變量i的取值是由range()函數(shù)生成的要遍歷的數(shù)字序列。2．for語句程序在執(zhí)行for語句時，循環(huán)計數(shù)器變量i的取值是由range()函數(shù)生成的要遍歷的數(shù)字序列。range()函數(shù)的具體語法：range(start,stop[,step])生成一個從start開始到stop（不包括該值）結(jié)束，步長為step的整數(shù)序列。其中，start是可選的，默認(rèn)為0；step也是可選的，默認(rèn)為1。【例題】range()函數(shù)的應(yīng)用實例range(1,5)#代表從1到5(不包含5)[1,2,3,4]range(1,5,2)#代表從1到5(不包含5)，間隔2[1,3]range(5)#代表從0到5(不包含5)[0,1,2,3,4]【例題】for語句的例子使用for語句求1+2+…+9+10。sum=0foriinrange(1,11):print(i)sum+=iprint(sum)for語句的擴(kuò)展模式for<循環(huán)變量>in<遍歷結(jié)構(gòu)>:<語句塊1>else:<語句塊2>當(dāng)for循環(huán)正常執(zhí)行之后，程序會繼續(xù)執(zhí)行else語句中內(nèi)容。else語句只在循環(huán)正常執(zhí)行之后才執(zhí)行。因此，可以在<語句塊2>中放置判斷循環(huán)執(zhí)行情況的語句。【例題】for語句擴(kuò)展模式的例子forsin"BIT":print("循環(huán)進(jìn)行中:"+s)else:s="循環(huán)正常結(jié)束"print(s)執(zhí)行結(jié)果：循環(huán)進(jìn)行中:B循環(huán)進(jìn)行中:I循環(huán)進(jìn)行中:T循環(huán)正常結(jié)束循環(huán)中的else擴(kuò)展用法總結(jié)else中語句塊的執(zhí)行條件：循環(huán)正常遍歷了所有內(nèi)容或由于條件不成立而結(jié)束循環(huán)。循環(huán)嵌套在Python中，允許在一個循環(huán)體中嵌入另一個循環(huán)體，這稱為循環(huán)嵌套?！纠}】循環(huán)嵌套的例子foriinrange(4):print("外循環(huán)遍歷出來的值：",i)forninrange(i):print("內(nèi)循環(huán)遍歷出來的值：",n)

【例題】循環(huán)嵌套的例子執(zhí)行結(jié)果：外循環(huán)遍歷出來的值：0外循環(huán)遍歷出來的值：1內(nèi)循環(huán)遍歷出來的值：0外循環(huán)遍歷出來的值：2內(nèi)循環(huán)遍歷出來的值：0內(nèi)循環(huán)遍歷出來的值：1外循環(huán)遍歷出來的值：3內(nèi)循環(huán)遍歷出來的值：0內(nèi)循環(huán)遍歷出來的值：1內(nèi)循環(huán)遍歷出來的值：23.2.4跳轉(zhuǎn)語句在Python中，跳轉(zhuǎn)語句是能夠改變程序正常執(zhí)行順序的語句。它們允許程序在某些條件下跳過某些代碼塊，或者重復(fù)執(zhí)行某些代碼塊，從而實現(xiàn)更復(fù)雜的邏輯控制。1．continue語句在循環(huán)體中使用continue語句可以跳過本次循環(huán)后面的代碼，重新開始下一次循環(huán)?！纠}】計算1~100之間的偶數(shù)之和計算1~100之間偶數(shù)之和。sum=0foriinrange(1,101):ifi%2==1:continuesum+=iprint(sum)2．break語句在循環(huán)體中使用break語句可以跳出循環(huán)體?！纠}】break語句的例子將【PPT-27例題（使用while語句求1+2+…+9+10）】修改為使用break語句跳出循環(huán)體。i=1sum=0whileTrue:ifi==11:breaksum+=ii+=1print(sum)3.3異常處理語句3.3.1異常處理語句3.3.2異常處理總結(jié)3.3.1異常處理語句程序在運行過程中可能會出現(xiàn)異常情況，使用異常處理語句可以捕獲到異常情況，并進(jìn)行處理，從而避免程序異常退出。Python的異常處理語句為try-except異常處理

12num=eval(input("請輸入一個整數(shù):"))print(num**2)

觀察下面這段小程序：當(dāng)用戶輸入的不是數(shù)字呢？

>>>

請輸入一個整數(shù):10010000>>>

請輸入一個整數(shù):NOTraceback(mostrecentcalllast):File"D:/PythonPL/echoInt.py",line1,in<module>

num=eval(input("請輸入一個整數(shù):"))File"<string>",line1,in<module>NameError:name'No'isnotdefined異常處理Python解釋器返回了異常信息，同時程序退出。try-except語句Python異常信息中最重要的部分是異常類型，它表明了發(fā)生異常的原因，也是程序處理異常的依據(jù)。Python使用try-except語句實現(xiàn)異常處理，基本的語法格式如下：try: <語句塊1>except<異常類型>: <語句塊2>try-except語句

try:

num=eval(input("請輸入一個整數(shù):"))print(num**2)exceptNameError:print("輸入錯誤，請輸入一個整數(shù)!")

該程序執(zhí)行效果如下：>>>

請輸入一個整數(shù):NO輸入錯誤，請輸入一個整數(shù)!try-except語句try-except語句可以支持多個except語句，語法格式如下：try: <語句塊1>except<異常類型1>: <語句塊2>…except<異常類型N>: <語句塊N+1>except: <語句塊N+2>try-except語句最后一個except語句沒有指定任何類型，表示它對應(yīng)的語句塊可以處理所有其他異常。這個過程與if-elif-else語句類似，是分支結(jié)構(gòu)的一種表達(dá)方式。

12345678try:alp="ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"

idx=eval(input("請輸入一個整數(shù):"))print(alp[idx])exceptNameError:print("輸入錯誤，請輸入一個整數(shù)!")except:print("其他錯誤")

try-except語句該程序?qū)⒂脩糨斎氲臄?shù)字作為索引從字符串a(chǎn)lp中返回一個字符，當(dāng)用戶輸入非整數(shù)字符時，exceptNameError異常被捕獲到，提示用戶輸入類型錯誤。當(dāng)用戶輸入數(shù)字不在0到25之間時，異常被except捕獲，程序打印其他錯誤信息，執(zhí)行過程和結(jié)果如下：>>>

請輸入一個整數(shù):NO輸入錯誤，請輸入一個整數(shù)!>>>

請輸入一個整數(shù):100其他錯誤異常處理類型Python中常見的異常處理類型：AttributeError：屬性錯誤，對象引用和賦值失敗時會引發(fā)屬性錯誤。NameError：試圖訪問的變量名不存在。SyntaxError：語法錯誤，代碼形式錯誤。Exception：所有異常的基類，因為所有Python異常類都是基類。Exception的其中一員，異常都是從基類Exception繼承的，并且都在exceptions模塊中定義。IOError：一般常見于打開不存在文件時會引發(fā)IOError錯誤，也可以解理為輸出輸入錯誤。KeyError：使用了映射中不存在的關(guān)鍵字（鍵）時引發(fā)的關(guān)鍵字錯誤。IndexError：索引錯誤，使用的索引不存在，常索引超出序列范圍。TypeError：類型錯誤，內(nèi)建操作或是函數(shù)應(yīng)用了錯誤類型的對象時會引發(fā)類型錯誤。ZeroDivisonError：除數(shù)為0，在用除法操作時，第二個參數(shù)為0時引發(fā)了該錯誤。ValueError：值錯誤，傳給對象的參數(shù)類型不正確，例如給int()函數(shù)傳入了字符串?dāng)?shù)據(jù)類型的參數(shù)。try-except-else-finally語句除了try和except保留字外，異常語句還可以與else和finally保留字配合使用，語法格式如下：try: <語句塊1>except<異常類型1>: <語句塊2>else: <語句塊3>finally: <語句塊4>

try-except-else-finally語句此處的else語句與for循環(huán)和while循環(huán)中的else一樣，當(dāng)try中的語句塊1正常執(zhí)行結(jié)束且沒有發(fā)生異常時，else中的語句塊3執(zhí)行，可以看作是對try語句塊正常執(zhí)行后的一種追加處理。finally語句塊則不同，無論try中的語句塊1是否發(fā)生異常，語句塊4都會執(zhí)行，可以將程序執(zhí)行語句塊1的一些收尾工作放在這里。try-except-else-finally語句try-except-else-finally語句采用else和finally修改代碼