Python程序設計實用教程xxx第3章程序控制與循環(huán)

本章要點程序執(zhí)行流程概述if判別語句while與for循環(huán)語句循環(huán)的中斷break和continue遍歷循環(huán)迭代器與生成器

在計算機程序設計中，任何簡單或復雜的算法都可以由順序、選擇和循環(huán)這三種基本結構組合而成。

順序結構：程序中各個操作按照在源代碼中的排列順序，自上而下，依次執(zhí)行。

選擇結構：根據(jù)某個特定的條件進行判斷后，選擇其中一支執(zhí)行。

循環(huán)結構：在程序中需要反復執(zhí)行某個或某些操作，直到條件為假或為真時才停止循環(huán)。這章主要介紹Python語言的選擇控制和循環(huán)的語法。3.1程序設計流程概述

程序設計過程應當包括分析、設計、編碼、測試、排錯等不同階段。

算法，流程圖和程序控制結構是構成一個程序的主要部分。4.1.1算法

算法是解決某個問題的計算方法、步驟，是一系列解決問題的清晰指令，算法代表著用系統(tǒng)的方法描述解決問題的策略機制。

一個算法必須滿足以下五個重要特性。(1).有窮性。一個算法必須總是在執(zhí)行有窮步后結束，且每一步都必須在有窮時間內(nèi)完成。(2).確定性。對于每種情況下所應執(zhí)行的操作，在算法中都有確切的規(guī)定，不會產(chǎn)生二義性，使算法的執(zhí)行者或閱讀者都能明確其含義及如何執(zhí)行。

(3).可行性。算法中的所有操作都可以通過已經(jīng)實現(xiàn)的基本操作運算執(zhí)行有限次來實現(xiàn)。(4).輸入。一個算法有零個或多個輸入。當用函數(shù)描述算法時，輸入往往是通過形參表示的，在它們被調用時，從主調函數(shù)獲得輸入值。(5).輸出。一個算法有一個或多個輸出，它們是算法進行信息加工后得到的結果，無輸出的算法沒有任何意義。當用函數(shù)描述算法時，輸出多用返回值或引用類型的形參表示。4.1.2程序流程圖

程序流程圖是用規(guī)定的符號描述一個專用程序中所需要的各項操作或判斷的圖示。

程序流程圖用圖的形式畫出程序流向，是算法的一種圖形化的表示方法，具有直觀、清晰、更易理解的特點。

程序流程圖由處理框、判斷框、起止框、連接點、流程線、注釋框等構成，并結合相應的算法，構成整個程序流程圖。起始框執(zhí)行框判別框流程線輸入/輸出框4.1.3三種控制結構1.順序結構

程序的順序結構是一行代碼接著一行代碼寫，最終完成一個程序，順序結構是簡單的線性結構，各框按順序執(zhí)行。代碼段1代碼段22.選擇（分支）結構

這種結構是對某個給定條件進行判斷，條件為真或假時分別執(zhí)行不同的框的內(nèi)容。3.循環(huán)結構

循環(huán)結構while型循環(huán)執(zhí)行序列為：當條件為真時，反復執(zhí)行循環(huán)體語句，一旦條件為假，跳出循環(huán)，執(zhí)行循環(huán)后面的語句。3.2if判別語句

在Python中，if語句主要包括以下4種：

單分支選擇：if...；

雙分支選擇：if...else；

多條件選擇：if...elif...else；

if語句的嵌套。3.2.1幾種常見的if語句格式1if單分支選擇if的單分支向選擇邏輯結構為圖3.2(b)的單分枝結構，其語法為:if條件：

代碼

這里的“條件”一般是一個比較表達式，如果該表達式返回為True，則會執(zhí)行冒號下面縮進的代碼塊；如果該表達式返回為False，則會直接跳過冒號下面縮進的代碼塊，然后按照順序執(zhí)行后面的程序。【例3-1】if語句的單向選擇程序。score=100ifscore>60:print("你很棒")print("歡迎來到Python世界")

由于變量score的值為100，score>60返回True，因此會執(zhí)行冒號下面縮進的代碼塊。2ifelse雙分支選擇

雙分支選擇的邏輯為兩個分枝，其程序語法為：

if條件：

語句1else:

語句2ifelse相對if來說僅多了一個選擇，當條件表達式返回為True時，會執(zhí)行if后面的代碼塊；當條件表達式返回為False時，會執(zhí)行else后面的代碼塊?！纠?.4】if

else雙向選擇程序。score=100ifscore<60:

print("補考!")else:

print("通過!")運行結果如下：

通過！3ifelifelse多分支選擇

多分支選擇就是在雙分支選擇的基礎上增加了一個或多個選擇分支。其語法為：if條件1:

當條件1為True時執(zhí)行的代碼elif條件2:

當條件2為True時執(zhí)行的代碼else:

當條件1和條件2都為False時執(zhí)行的代碼【例3.5】采用ifelifelse結構的多分支向選擇程序。time=21iftime<12:print("早上好！")eliftime>=12andtime<18:print("下午好！")else:print("晚上好！")

對于多分支選擇，程序會從第1個if語句開始判斷，如果第1個if語句的條件不滿足，則判斷第2個if語句的條件，直到滿足為止。一旦滿足，就會退出整個if結構。

在Python中，if語句是可以嵌套使用的。其語法為：if條件1：if條件2:

當條件1和條件2都為True時執(zhí)行的代碼

else:

當條件1為True、條件2為False時執(zhí)行的代碼else:

if條件3:

當條件1為False、條件3為True時執(zhí)行的代碼

else:

當條件1和條件3都為False時執(zhí)行的代碼3.2.2if語句的嵌套

Python中是用“縮進”的方式來表示某一個代碼塊屬于哪一個if或else的。所以，也可以根據(jù)縮進來判斷哪兩個if和else是一對?！纠?.6】if語句的嵌套程序。

gendar="女"height=172ifgender=="男":ifheight>170:print("高個子男生")

else:print("矮個子男生")else:ifheight>170:print("高個子女生")

else:print("矮個子女生")if語句總結：(1).Python使用的是

elif，而不是elseif。(2).Python中

if的后面不需要加括號。(3).Python只有if語句，沒有switch語句，這一點和其他語言不同。3.3

while循環(huán)語句1.while基本循環(huán)

滿足條件就開始循環(huán)，條件無法滿足就跳出循環(huán)。在while循環(huán)中，先進行條件判斷，條件為真，則運行循環(huán)體語句，條件為假，退出循環(huán)?！纠?.8】計算1到100所有的數(shù)字，采用while循環(huán)的程序。

num=0#定義變量名稱“num”并且給它賦值為0sum=0

whilenum<100:#設置循環(huán)條件是num的值小于100num=num+1#num的值加1sum+=numprint(sum)#把sum的值顯示出來

需要注意到是，在Python中沒有dowhile循環(huán)。這種是先運行語句，再進行條件判斷，但是可以模擬dowhile循環(huán)?！纠?.9】計算1到100所有的數(shù)字，采用模擬dowhile循環(huán)程序。num=0#定義變量名稱“num”并且給它賦值為0sum=0whileTrue:num=num+1#num的值加1sum+=num

ifnum>=100:#設置循環(huán)條件,當num大于100，結束循環(huán)。breakprint(sum)#把sum的值顯示出來2.在循環(huán)中使用else語句Python支持與循環(huán)語句相關聯(lián)的else語句。如果else語句與for循環(huán)一起使用，則在循環(huán)遍歷列表時循環(huán)執(zhí)行else語句。如果else語句與while循環(huán)一起使用，則在條件變?yōu)閒alse時執(zhí)行else語句?！纠?.10】else語句與while語句的組合，程序在變量count小于5時打印數(shù)字，當count大于5時執(zhí)行else語句。#!/usr/bin/Python3

count=0whilecount<5:print(count,"islessthan5")count=count+1else:print(count,"isnotlessthan5")3.4for循環(huán)語句

只要for循環(huán)能做的事情，while循環(huán)都可以做。之所以要有for循環(huán)，是因為for循環(huán)在循環(huán)取值（遍歷取值）比while循環(huán)更簡潔。for循環(huán)通常用來遍歷可迭代的對象，如一個列表或者一個字典。其一般格式如下：for<variable>in<sequence>:<statements>【例3.11】for循環(huán)遍歷一個列表，求列表元素和。sum=0

forxin[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]:

sum=sum+xprint(sum)【3.12】循環(huán)應用案例，循環(huán)的實現(xiàn)方式。#for循環(huán)版l=['a','b','c']#定義一個列表forxinl:

print(x)

#while循環(huán)的實現(xiàn)方式l=["a","b","c"]i=0whilei<3:

print(l[i])i+=1for循環(huán)和while循環(huán)都可以對列表進行遍歷，本案例中，采用for循環(huán)更簡潔。 3.5循環(huán)的中斷1break語句break結束循環(huán)，break語句可以提前結束循環(huán)。然后執(zhí)行循環(huán)之后的語句。它的標準使用格式只有一個關鍵字break。需要注意的是，break語句必須出現(xiàn)在for或while循環(huán)語句體中。

Python的break只能退出一層循環(huán)，對于多層嵌套循環(huán)，不能全部退出?！纠?.14】break退出for循環(huán)程序。forletterin'Helloworld':ifletter=='d':breakprint('當前字母為:',letter)

當letter中的字符為d時，程序執(zhí)行break語句，退出當前的循環(huán)。2continue語句continue語句和break語句的用法是相同的，即也可以用于for和while語句。出現(xiàn)的位置也是一樣的，區(qū)別在于break用于結束循環(huán)，而continue用于跳出當前循環(huán)，執(zhí)行下一次循環(huán)。即continue不會退出和終止循環(huán)，只是提前結束當前輪次的循環(huán)?！纠?.16】continue語句，結束當前循環(huán)，其功能是輸出helloworld中的不含o的字符。forletterin'Helloworld':#第一個實例

ifletter=='o':

#字母為o時跳過輸出continueprint('當前字母:',letter)

當letter中的字符為o時，continue語句后面的程序不再執(zhí)行，結束本次循環(huán)，程序繼續(xù)執(zhí)行下一次循環(huán)。3.6遍歷循環(huán)1內(nèi)置函數(shù)range()range的預防格式為：range([start,]end[,step])start參數(shù)：可選，表示起始數(shù)字。默認是0end參數(shù)：必選，表示結尾數(shù)字。step參數(shù)：可選，表示步長，默認為1range()返回的是一個range對象，而不是列表?！纠?.18】for搭配range，可以按照索引取值，控制循環(huán)次數(shù)。l=['a','b','c']#len(l)為列表長度。foriinrange(len(l)):

print(i,l[i])forxinl:print(x)2循環(huán)嵌套

在Python中，while和for循環(huán)結構也支持嵌套。所謂嵌套，就是一條語句里面還有另一條語句，例如for里面還有for，while里面還有while，甚至while中有for或者for中有while也都是允許的?！纠?.19】while-for嵌套結構程序示例。i=0whilei<10:

forjinrange(10):

print("i=",i,"j=",j)i=i+13pass語句

在Python中，pass是一個空語句，為了保持程序結構的完整性。一般情況下，pass不做任何事情，被用作占位符。它的作用如下：(1).空語句donothing。(2).保證格式完整。(3).保證語義完整?！纠?.22】pass語句的使用。deffunc():

pass#remembertoimplementthis

func()#emptyclassclassfbc:

pass3.7迭代器與生成器1迭代器

迭代是Python中訪問集合元素的一種方式。迭代器是一個可以記住遍歷位置的對象，不會像列表那樣一次性全部生成，而是可以等到用的時候才生成，因此節(jié)省了大量的內(nèi)存資源。迭代器對象從集合中的第一個元素開始訪問，直到所有的元素被訪問完?！纠?.23】迭代器使用案例。>>>iter_obj=iter([1,2,3])>>>next(iter_obj)1>>>next(iter_obj)2>>>next(iter_obj)32生成器

生成器（generator）也是一種迭代器，在每次迭代時返回一個值，生成器對象是Python用來實現(xiàn)生成器迭代的對象。通過迭代產(chǎn)生值的函數(shù)來創(chuàng)建，而不是顯式調用生成器，創(chuàng)建后像函數(shù)一樣使用?！纠?.25】生成器應用示例程序。#nested=[[1,2],[3,4