Python人工智能編程基礎(chǔ)項(xiàng)目四

選擇與判斷主講教師：XXX課前導(dǎo)入周末，阿曹望著外面灰蒙蒙的天空，思考是否要外出運(yùn)動(dòng)。阿曹突然聯(lián)想到剛學(xué)習(xí)的分支語(yǔ)句，于是嘗試通過(guò)編程設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)化版的空氣質(zhì)量檢測(cè)程序幫助大家判斷是否可以外出運(yùn)動(dòng)。運(yùn)行這段代碼，阿曹發(fā)現(xiàn)輸出結(jié)果正是他所期望的。然而，阿曹并沒(méi)有滿足于此。他覺(jué)得單分支語(yǔ)句還有很多可以探索的地方。重難點(diǎn)重點(diǎn)：難點(diǎn)：?jiǎn)畏种?、二分支、多分支結(jié)構(gòu)的語(yǔ)法格式、if嵌套語(yǔ)句分支語(yǔ)句的縮進(jìn)、if嵌套的應(yīng)用CONTENTS條件表達(dá)式單分支語(yǔ)句多分支語(yǔ)句if嵌套語(yǔ)句目錄CONTENTS01020304parTONE條件表達(dá)式01知識(shí)儲(chǔ)備：條件表達(dá)式的定義1在Python中，條件表達(dá)式是一種可以根據(jù)特定條件決定程序執(zhí)行路徑的表達(dá)式。條件表達(dá)式的主要功能是根據(jù)給定的條件，判斷某個(gè)條件是否成立，從而決定程序執(zhí)行的語(yǔ)句塊。條件表達(dá)式可以在一個(gè)表達(dá)式中完成簡(jiǎn)單的條件判斷。條件表達(dá)式通常也被稱為三元運(yùn)算符（TernaryOperator）。條件表達(dá)式的基本語(yǔ)法如下：<語(yǔ)句塊1>if<條件>else<語(yǔ)句塊2>語(yǔ)法表示：如果條件成立，則執(zhí)行語(yǔ)句塊1中的語(yǔ)句序列，否則執(zhí)行語(yǔ)句塊2中的語(yǔ)句序列。知識(shí)儲(chǔ)備：條件表達(dá)式的應(yīng)用1所謂條件表達(dá)式即把if-else語(yǔ)句濃縮成一個(gè)表達(dá)式來(lái)使用，下面通過(guò)實(shí)際案例說(shuō)明。x=int(input("x="))y=int(input("y="))max_value=xifx>yelseyprint("最大值為：",max_value)運(yùn)行程序，輸出結(jié)果為：x=5y=8最大值為：8上面的代碼中，如果x>y表達(dá)式為真，則max_value取x的值，否則取y的值。需要注意的是，雖然條件表達(dá)式可以讓代碼更加簡(jiǎn)潔，但過(guò)度使用條件表達(dá)式可能會(huì)讓代碼變得難以閱讀和維護(hù)，所以在實(shí)際編程中需要謹(jǐn)慎使用。任務(wù)實(shí)操——年齡判斷1任務(wù)實(shí)操年齡判斷實(shí)訓(xùn)【例4.1】運(yùn)用條件表達(dá)式，通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)輸入年齡，判斷其是否成年，再輸出對(duì)應(yīng)的結(jié)果。— 輸入：0-100的整數(shù)，表示年齡值— 輸出：輸入的年齡，并判斷是否成年— 例如：輸入22，輸出：您的年齡為：22歲，是成年人任務(wù)實(shí)操——年齡判斷實(shí)訓(xùn)1具體編程示例：age=int(input("請(qǐng)輸入您的年齡："))#需要將輸入值轉(zhuǎn)換整數(shù)或浮點(diǎn)數(shù)類型str1="是成年人"ifage>=18else"是未成年人"#條件表達(dá)式判斷并賦值給變量str1print("您的年齡為：{}歲,".format(age)+str1)#通過(guò)字符串加法運(yùn)算輸出運(yùn)行程序，輸出結(jié)果為：請(qǐng)輸入您的年齡：22您的年齡為：22歲,是成年人任務(wù)鞏固——年齡判斷優(yōu)化1任務(wù)鞏固年齡判斷優(yōu)化實(shí)訓(xùn)在【例4.1】的基礎(chǔ)上，運(yùn)用嵌套條件表達(dá)式對(duì)年齡判斷細(xì)分，將年齡細(xì)分為未成年人（age<18）、青年人（18<=age<40）、中老年人（age>=40）。— 輸入：0-100的整數(shù)，表示年齡值— 輸出：輸入的年齡，并判斷年齡分類— 例如：輸入22，輸出：您的年齡為22歲，是青年人提示：在【例4.1】的基礎(chǔ)上，通過(guò)嵌套條件表達(dá)式改寫(xiě)第二行代碼。輸出結(jié)果示例：請(qǐng)輸入您的年齡：22您的年齡為：22,是青年人parTTWO單分支語(yǔ)句02知識(shí)儲(chǔ)備：?jiǎn)畏种дZ(yǔ)句語(yǔ)法格式2程序結(jié)構(gòu)除了順序結(jié)構(gòu)外，還有一種分支結(jié)構(gòu)。分支結(jié)構(gòu)根據(jù)條件判斷結(jié)果（True或False）來(lái)選擇應(yīng)該執(zhí)行哪部分的程序代碼（分支），控制程序走向。在編寫(xiě)程序中，可以使用if語(yǔ)句對(duì)條件進(jìn)行判斷，然后根據(jù)不同的結(jié)果執(zhí)行不同的語(yǔ)句，這稱為選擇結(jié)構(gòu)或者分支結(jié)構(gòu)。Python中的if-else語(yǔ)句可以細(xì)分為三種形式，分別是if語(yǔ)句、if-else語(yǔ)句和if-elif-else語(yǔ)句。if語(yǔ)句基本語(yǔ)法格式如下：if<條件>:<語(yǔ)句塊1>其中，if<條件>是一個(gè)布爾表達(dá)式，語(yǔ)句塊1是根據(jù)<條件>結(jié)果的真假來(lái)判斷是否執(zhí)行。當(dāng)<條件>結(jié)果為T(mén)rue時(shí)，則執(zhí)行語(yǔ)句塊1中的語(yǔ)句序列，然后控制轉(zhuǎn)向程序的下一條語(yǔ)句。如果<條件>結(jié)果為False，語(yǔ)句塊中的語(yǔ)句會(huì)被跳過(guò)。if語(yǔ)句的控制過(guò)程如圖4.1所示。圖4.1if語(yǔ)句的控制流程圖知識(shí)儲(chǔ)備：?jiǎn)畏种дZ(yǔ)句的應(yīng)用2為了讓大家進(jìn)一步理解單分支語(yǔ)句的應(yīng)用，下面通過(guò)實(shí)際案例說(shuō)明：age=19ifage>=18:#設(shè)定if條件

print("您是成年人")#語(yǔ)句塊；當(dāng)條件為真時(shí)執(zhí)行，當(dāng)條件為假時(shí)跳過(guò)運(yùn)行程序，輸出結(jié)果為：您是成年人注意：Python是以縮進(jìn)來(lái)標(biāo)記語(yǔ)句塊的，語(yǔ)句塊一定要有縮進(jìn)，沒(méi)有縮進(jìn)的不是語(yǔ)句塊。另外，同一個(gè)語(yǔ)句塊的縮進(jìn)量要相同，縮進(jìn)量不同的不屬于同一個(gè)語(yǔ)句塊。if、elif和else后面的語(yǔ)句塊一定要縮進(jìn)，而且縮進(jìn)量要大于if、elif和else本身。例如，下面的代碼就是一個(gè)反面教材：age=20ifage<18:print("你還未成年")本例中的print()函數(shù)和if語(yǔ)句是對(duì)齊的，在同一條豎線上，都沒(méi)有縮進(jìn)

，所以print()就不是if、else的代碼塊了，這會(huì)導(dǎo)致Python解釋器找不到if、else的代碼塊，從而報(bào)出如下錯(cuò)誤：SyntaxError:expectedanindentedblock將上述報(bào)錯(cuò)提示翻譯成中文就是：“語(yǔ)法錯(cuò)誤：需要一個(gè)縮進(jìn)的語(yǔ)句塊”。任務(wù)實(shí)操——空氣質(zhì)量提醒2任務(wù)實(shí)操空氣質(zhì)量提醒實(shí)訓(xùn)【例4.2】空氣污染是當(dāng)下社會(huì)比較關(guān)注的問(wèn)題，PM2.5是衡量空氣污染的重要指標(biāo)。PM2.5顆粒粒徑小，含大量有毒、有害物質(zhì)且在大氣中停留時(shí)間長(zhǎng)、輸送距離遠(yuǎn)，因而對(duì)人體健康和大氣環(huán)境質(zhì)量有很大影響。目前空氣質(zhì)量等級(jí)以PM2.5數(shù)值劃分為6級(jí)。PM2.5數(shù)值0~35空氣質(zhì)量為優(yōu)，35~75為良，75~115為輕度污染，115~150為中度污染，150~250為重度污染，250~500為嚴(yán)重污染?，F(xiàn)在需要你設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)化版的空氣質(zhì)量檢測(cè)程序，采用三級(jí)模式：0~35為優(yōu)，35~75為良，75以上為污染。通過(guò)編寫(xiě)程序?qū)崿F(xiàn)根據(jù)輸入的PM2.5值進(jìn)行分級(jí)并發(fā)布空氣質(zhì)量提醒。輸入：接收外部輸入的PM2.5值處理：ifPM2.5值≥75，輸出空氣污染警告，不建議戶外運(yùn)動(dòng)if35≤PM2.5值＜75，輸出空氣質(zhì)量良，建議適度戶外運(yùn)動(dòng)ifPM2.5值＜35，輸出空氣質(zhì)量?jī)?yōu)，建議戶外運(yùn)動(dòng)輸出：空氣質(zhì)量提醒例如：輸入22，輸出：空氣質(zhì)量?jī)?yōu)，建議戶外運(yùn)動(dòng)任務(wù)實(shí)操——空氣質(zhì)量提醒實(shí)訓(xùn)2具體編程示例：pm25=float(input("請(qǐng)輸入PM2.5值："))#用戶輸入PM2.5值if0<=pm25<35:#根據(jù)pm25值判斷空氣質(zhì)量等級(jí)并輸出提醒

print("空氣質(zhì)量?jī)?yōu)，建議戶外運(yùn)動(dòng)")if35<=pm25<75:print("空氣質(zhì)量良，建議適度戶外運(yùn)動(dòng)")if75<=pm25:print("空氣污染警告，不建議戶外運(yùn)動(dòng)")運(yùn)行程序，輸出結(jié)果為：請(qǐng)輸入PM2.5值：22空氣質(zhì)量?jī)?yōu)，建議戶外運(yùn)動(dòng)任務(wù)鞏固——身體質(zhì)量指數(shù)判斷2任務(wù)鞏固身體質(zhì)量指數(shù)判斷身體質(zhì)量指數(shù)（BMI）是一種衡量人體肥胖程度的指標(biāo)，它通過(guò)將體重（千克）除以身高（米）的平方來(lái)計(jì)算。BMI值越高，表示人體脂肪含量越多，肥胖程度越嚴(yán)重；BMI值越低，則表示人體脂肪含量較少，偏瘦或營(yíng)養(yǎng)不良。根據(jù)世界衛(wèi)生組織的標(biāo)準(zhǔn)，BMI值在18.5以下為體重過(guò)輕，18.5-25為正常體重，25-30為超重，30及以上為肥胖。輸入：接收外部輸入BMI值處理：ifBMI值<18.5，輸出你的身體狀況不佳，需要增加營(yíng)養(yǎng)攝入if18.5≤BMI值＜25，輸出你的身體狀況良好，繼續(xù)保持if25≤BMI值＜30，輸出你的身體狀況超重，需要控制飲食和增加運(yùn)動(dòng)if30＜35，輸出你的身體狀況肥胖，需要立即就醫(yī)并改變生活方式輸出：身體質(zhì)量提醒例如：輸入26，輸出：空氣質(zhì)量?jī)?yōu)，建議戶外運(yùn)動(dòng)提示：參考例題1.2的格式，注意分級(jí)和語(yǔ)句塊縮進(jìn)。輸出結(jié)果示例：請(qǐng)輸入你的BMI值：28你的身體狀況超重，需要控制飲食和增加運(yùn)動(dòng)。parTTHREE多分支語(yǔ)句03多分支語(yǔ)句是一種控制程序流程的語(yǔ)句，它允許根據(jù)不同的條件執(zhí)行不同的代碼塊。在編程中，經(jīng)常需要根據(jù)不同的輸入或計(jì)算結(jié)果來(lái)選擇不同的操作，這就需要使用多分支語(yǔ)句來(lái)實(shí)現(xiàn)。多分支語(yǔ)句包括二分支結(jié)構(gòu)（if-else語(yǔ)句）和多分支結(jié)構(gòu)（if-elif-else語(yǔ)句）下面先介紹二分支語(yǔ)句的語(yǔ)法格式。知識(shí)儲(chǔ)備：二分支語(yǔ)句語(yǔ)法格式3二分支語(yǔ)句就是if-else語(yǔ)句，基本語(yǔ)法格式如下，控制流程圖如圖4.2所示if<條件>:<語(yǔ)句塊1>else:<語(yǔ)句塊2>圖4.2二分支結(jié)構(gòu)的控制流程圖其中，語(yǔ)句塊1和語(yǔ)句塊2是根據(jù)條件的真假來(lái)執(zhí)行的不同語(yǔ)句塊。當(dāng)條件成立時(shí)執(zhí)行語(yǔ)句塊1；當(dāng)條件不成立時(shí)，執(zhí)行語(yǔ)句塊2。if-elif-else語(yǔ)句描述多分支語(yǔ)句，基本語(yǔ)法格式如下，控制流程圖如圖4.3所示。if<條件1>:<語(yǔ)句塊1>elif<條件2>:<語(yǔ)句塊2>?else:<語(yǔ)句塊N>知識(shí)儲(chǔ)備：多分支語(yǔ)句語(yǔ)法格式3圖4.3多分支結(jié)構(gòu)的控制流程圖在上述語(yǔ)法中，會(huì)從上到下逐個(gè)判斷條件表達(dá)式是否成立，一旦遇到某個(gè)成立的表達(dá)式，就執(zhí)行后面緊跟的語(yǔ)句塊；此時(shí)，剩下的語(yǔ)句就不再執(zhí)行了，不管后面的條件表達(dá)式是否成立。如果所有的條件表達(dá)式都不成立，就執(zhí)行else后面的語(yǔ)句塊。任務(wù)實(shí)操——成績(jī)等級(jí)判斷3任務(wù)實(shí)操成績(jī)等級(jí)判斷實(shí)訓(xùn)【例4.3】使用多分支結(jié)構(gòu)語(yǔ)句編寫(xiě)一個(gè)程序，根據(jù)輸入的成績(jī)（0-100分），判斷并輸出成績(jī)的等級(jí)?！?輸入：接收外部輸入的成績(jī)值（0-100分）— 處理：

if成績(jī)值≥90，輸出成績(jī)等級(jí)：優(yōu)秀

if80≤成績(jī)值＜90，輸出成績(jī)等級(jí)：良好if70≤成績(jī)值＜80，輸出成績(jī)等級(jí)：中等if60≤成績(jī)值＜70，輸出成績(jī)等級(jí)：及格

if成績(jī)值＜60，輸出成績(jī)等級(jí)：不及格；請(qǐng)繼續(xù)加油！— 輸出：成績(jī)等級(jí)結(jié)果— 例如：輸入85，輸出：成績(jī)等級(jí)：良好具體編程示例：score=float(input("請(qǐng)輸入成績(jī)："))if90<=score<=100:print("成績(jī)等級(jí)：優(yōu)秀")elif80<=score<90:print("成績(jī)等級(jí)：良好")elif70<=score<80:print("成績(jī)等級(jí)：中等")elif60<=score<70:print("成績(jī)等級(jí)：及格")else:print("成績(jī)等級(jí)：不及格")print("請(qǐng)繼續(xù)加油！")運(yùn)行程序，輸出結(jié)果為：請(qǐng)輸入成績(jī)：85成績(jī)等級(jí)：良好任務(wù)實(shí)操——成績(jī)等級(jí)判斷3任務(wù)鞏固——空氣質(zhì)量提醒3任務(wù)鞏固空氣質(zhì)量提醒在【例4.2】基礎(chǔ)上，現(xiàn)在公司需要你對(duì)簡(jiǎn)化版的空氣質(zhì)量檢測(cè)程序進(jìn)行升級(jí)，采用六級(jí)模式，空氣質(zhì)量等級(jí)24小時(shí)PM2.5平均值標(biāo)準(zhǔn)值：0~35為優(yōu)，35~75為良，75~115以上為輕度污染，115~150為中度污染，150~250為重度污染，250以上為嚴(yán)重污染。通過(guò)編寫(xiě)程序?qū)崿F(xiàn)根據(jù)輸入的PM2.5值進(jìn)行分級(jí)并發(fā)布空氣質(zhì)量提醒。提示：采用多分支結(jié)構(gòu)，注意縮進(jìn)。輸出結(jié)果示例：請(qǐng)輸入PM2.5值：126空氣中度污染，建議減少外出時(shí)間parTFOURif嵌套語(yǔ)句04前面章節(jié)中，詳細(xì)介紹了3種形式的分支結(jié)構(gòu)語(yǔ)句，即if、if-else和if-elif-else。在編寫(xiě)程序時(shí)，如果希望在條件成立的執(zhí)行語(yǔ)句中再增加判斷條件，就可以根據(jù)實(shí)際需要將這3種分支結(jié)構(gòu)相互嵌套。例如，在最簡(jiǎn)單的if語(yǔ)句中嵌套if-else語(yǔ)句，其語(yǔ)法格式如下：if<條件1>:if<條件2>:<語(yǔ)句塊1>else:<語(yǔ)句塊2>知識(shí)儲(chǔ)備：if嵌套語(yǔ)句語(yǔ)法格式4在上述語(yǔ)法中，當(dāng)<條件1>為T(mén)rue時(shí)，執(zhí)行嵌套的if-else語(yǔ)句，如果<條件1>結(jié)果為False，語(yǔ)句塊中的語(yǔ)句會(huì)被跳過(guò)。再比如，在if-else語(yǔ)句中嵌套if-else語(yǔ)句，其語(yǔ)法格式如下：if<條件1>:if<條件2>:<語(yǔ)句塊1>else:<語(yǔ)句塊2>else:if<條件3>:<語(yǔ)句塊3>else:<語(yǔ)句塊4>Python中，if、if-else和if-elif-else之間可以相互嵌套。因此，在開(kāi)發(fā)程序時(shí)，需要根據(jù)場(chǎng)景需要，選擇合適的嵌套方案。需要注意的是，在相互嵌套時(shí)，一定要嚴(yán)格遵守不同級(jí)別代碼塊的縮進(jìn)規(guī)范。當(dāng)需要在if語(yǔ)句中進(jìn)一步進(jìn)行條件判斷時(shí)，可以使用if語(yǔ)句嵌套。Python的if語(yǔ)句嵌套語(yǔ)法是在一個(gè)if語(yǔ)句中再使用一個(gè)if語(yǔ)句。if語(yǔ)句嵌套的語(yǔ)句塊必須縮進(jìn)，否則會(huì)出現(xiàn)語(yǔ)法錯(cuò)誤。知識(shí)儲(chǔ)備：if嵌套語(yǔ)句的應(yīng)用4下面通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的if語(yǔ)句嵌套實(shí)例進(jìn)行說(shuō)明：a=eval(input("a="))b=eval(input("b="))c=eval(input("c="))ifa<canda<b:ifc>b:print("c是最大值")else:print("b是最大值")else:print("a是最大值")運(yùn)行程序，輸出結(jié)果為：a=12b=16c=26c是最大值這個(gè)示例中，我們定義了變量a、b、c，并在if語(yǔ)句中對(duì)它們進(jìn)行了判斷。如果同時(shí)滿足a<c和a<b，就會(huì)進(jìn)入到第二層的if語(yǔ)句中。如果c>b，就會(huì)輸出"c是最大值"，否則就會(huì)輸出"b是最大值"。如果不能同時(shí)滿足a<c和a<b，就會(huì)直接輸出"a是最大值"。任務(wù)實(shí)操——判斷是否為酒后駕車4任務(wù)實(shí)操判斷是否為酒后駕車【例4.4】如果規(guī)定，車輛駕駛員的血液酒精含量小于20mg/100ml不構(gòu)成酒駕；酒精含量大于或等于20mg/100ml為酒駕；酒精含量大于或等于80mg/100ml為醉駕。要求編寫(xiě)程序判斷是否為酒后駕車。提示：是否構(gòu)成酒駕的界限值為20mg/100ml；而在已確定為酒駕的范圍（大于