1、程序的控制結構,程序的基本結構,程序的基本結構,順序結構是程序的基礎，但單一的順序結構不可能解決 所有問題。 程序由三種基本結構組成： 順序結構 分支結構 循環(huán)結構 這些基本結構都有一個入口和一個出口。任何程序都由 這三種基本結構組合而成,程序的基本結構,順序結構是程序按照線性順序依次執(zhí)行的一種運行方式，其 中語句塊1S1和語句塊S2表示一個或一組順序執(zhí)行的語句,程序的基本結構,分支結構是程序根據(jù)條件判斷結果而選擇不同向前執(zhí)行路徑的 一種運行方式，包括單分支結構和二分支結構。由二分支結構 會組合形成多分支結構,程序的基本結構,循環(huán)結構是程序根據(jù)條件判斷結果向后反復執(zhí)行的一種運 行方式，根據(jù)循環(huán)

2、體觸發(fā)條件不同，包括條件循環(huán)和遍歷 循環(huán)結構,程序的基本結構實例,對于一個計算問題，可以用IPO描述、流程圖描述或者直接以 Python代碼方式描述 微實例4.1：圓面積和周長的計算。 輸入：圓半徑R 處理： 圓面積：S = *R*R 圓周長：L = 2*R 輸出：圓面積S、周長L,問題IPO描述,Python代碼描述,程序的基本結構實例,微實例4.2：實數(shù)絕對值的計算。,(a) 問題IPO描述,(b) 流程圖描述,(c) Python代碼描述,程序的基本結構實例,微實例4.3：整數(shù)累加。,輸入：正整數(shù)R 處理： S=1+2+3+R 輸出：輸出S,(a) 問題IPO描述,(b) 流程圖描述,(

3、c) Python代碼描述,程序的分支結構,單分支結構: if語句,Python中if語句的語法格式如下： if : 語句塊 語句塊中語句通過與if所在行形成縮進表達包含關系 if語句首先評估的結果值，如果結果為True，則 執(zhí)行語句塊里的語句序列。如果結果為False，語句塊里的語句會被跳過。,單分支結構: if語句,if語中部分可以使用任何能夠產(chǎn)生True或False的語句 形成判斷條件最常見的方式是采用關系操作符 Python語言共有6個關系操作符,if語中部分可以使用任何能夠產(chǎn)生True或False的語句 算術運算符：+、-、*、/、/、%、* 關系運算符：、=、!=，可以連續(xù)使用 1

4、 13 False 測試運算符：in、not in、is、is not 邏輯運算符：and、or、not，注意短路求值 位運算符：、&、|、 、 矩陣乘法運算符：,單分支結構: if語句,在選擇和循環(huán)結構中，條件表達式的值只要不是False、0（或0.0、0j等）、空值None、空列表、空元組、空集合、空字典、空字符串、空range對象或其他空迭代對象，Python解釋器均認為與True等價,單分支結構: if語句, if 3: #使用整數(shù)作為條件表達式 print(5) 5 a = 1, 2, 3 if a: #使用列表作為條件表達式 print(a) 1, 2, 3 a = if a: p

5、rint(a) else: print(empty) empty,單分支結構: if語句,微實例4.4：PM 2.5空氣質量提醒（1） 輸入：接收外部輸入PM2.5值 處理： if PM2.5值 = 75，打印空氣污染警告 if 35 = PM2.5值 請輸入身高(米)和體重(公 斤)逗號隔開: 1.75, 75 BMI數(shù)值為：24.49 BMI指標為:國際正常, 國內 偏胖,程序的循環(huán)結構,遍歷循環(huán): for語句,遍歷循環(huán)： 根據(jù)循環(huán)執(zhí)行次數(shù)的確定性，循環(huán)可以分為確定次數(shù)循 環(huán)和非確定次數(shù)循環(huán)。確定次數(shù)循環(huán)指循環(huán)體對循環(huán)次數(shù) 有明確的定義循環(huán)次數(shù)采用遍歷結構中元素個數(shù)來體現(xiàn) Python通過

6、保留字for實現(xiàn)“遍歷循環(huán)” ： for in : ,遍歷循環(huán): for語句,遍歷結構可以是字符串、文件、組合數(shù)據(jù)類型或range()函數(shù)：,遍歷循環(huán)還有一種擴展模式，使用方法如下： for in : else: ,遍歷循環(huán): for語句,當for循環(huán)正常執(zhí)行之后，程 序會繼續(xù)執(zhí)行else語句中內容 。else語句只在循環(huán)正常執(zhí)行 之后才執(zhí)行并結束， 因此，可以在中放 置判斷循環(huán)執(zhí)行情況的語句。, 循環(huán)進行中: B 循環(huán)進行中: I 循環(huán)進行中: T 循環(huán)正常結束,無限循環(huán): while語句,無限循環(huán)： 無限循環(huán)一直保持循環(huán)操作直到特定循環(huán)條件不被滿足才 結束，不需要提前知道確定循環(huán)次數(shù)。 P

7、ython通過保留字while實現(xiàn)無限循環(huán)，使用方法如下： while : 語句塊,無限循環(huán): while語句,無限循環(huán)也有一種使用保留字else的擴展模式： while : else: , 循環(huán)進行中: B 循環(huán)進行中: I 循環(huán)進行中: T 循環(huán)正常結束,循環(huán)保留字: break和continue,循環(huán)結構有兩個輔助保留字：break和continue，它們用來 輔助控制循環(huán)執(zhí)行 break用來跳出最內層for或while循環(huán)，脫離該循環(huán)后程序從 循環(huán)后代嗎繼續(xù)續(xù)執(zhí)行, BBBBBBBBBBITTTTTTTTTT,其中，break語句跳出了 最內層for循環(huán)，但仍然 繼續(xù)執(zhí)行外層循環(huán)。每個

8、 break語句只有能力跳出 當前層次循環(huán),循環(huán)保留字: break和continue,continue用來結束當前當次循環(huán)，即跳出循環(huán)體中下面尚 未執(zhí)行的語句，但不跳出當前循環(huán)。 對比continue和break語句，如下, PYHON, PY,continue語句只結束本次循環(huán)，而不終止整個循環(huán)的執(zhí)行。 break語句則是結束整個循環(huán)過程，不再判斷執(zhí)行循環(huán)的條件,循環(huán)保留字: break和continue,for循環(huán)和while循環(huán)中都存在一個else擴展用法。 else中的語句塊只在一種條件下執(zhí)行，即for循環(huán)正常遍歷了 所有內容沒有因為break或return而退出。 continue

9、保留字對else沒有影響。看下面兩個例子, PYHON正常退出, PY,小練習：求能同時被7和5整除的數(shù)字,求1100之間能被7整除，但不能同時被5整除的所有整數(shù) 。,for i in range(1,101): if i % 7 = 0 and i % 5 != 0: print(i),小練習：改進turtle畫圖程序,要求允許用戶輸入繪制多邊形的邊數(shù)，然后開始繪圖。 當用戶輸入小于3的數(shù)字時，程序退出，否則程序持續(xù)運行。,random庫的使用,random庫概述,隨機數(shù)在計算機應用中十分常見，Python內置的random庫 主要用于產(chǎn)生各種分布的偽隨機數(shù)序列。random庫采用梅 森旋轉

10、算法（Mersenne twister）生成偽隨機數(shù)序列，可用 于除隨機性要求更高的加解密算法外的大多數(shù)工程應用。 使用random庫主要目的是生成隨機數(shù)，這個庫提供了不同類型的隨機數(shù)函數(shù)，所有函數(shù)都是基于random.random() 函數(shù)擴展而來。,random庫解析,random庫解析,對random庫的引用方法與 math庫一樣，采用下面兩種 方式實現(xiàn)： import random 或 from random import *,from random import * random() 0.2922089114412476 uniform(1,10) 1.591308278359852

11、4 uniform(1,20) 7 randrange(0,100,4) #從0開始到100以4遞增的 元素中隨機返回 96 choice(range(100) 97 ls = list(range(10) print(ls) 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 shuffle(ls) print(ls) 5,8,4,7,6,9,3,0,2,10, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,random庫解析,生成隨機數(shù)之前可以通過seed()函數(shù)指定隨機數(shù)種子，隨機 種子一般是一個整數(shù)，只要種子相同，每次生成的隨機數(shù)序 列也相同。這種情況便于測試和同步數(shù)據(jù),s

12、eed(125) # 隨機種子賦值125 .format(randint(1,10),randint(1,10),randint(1,10) 4.4.10 .format(randint(1,10),randint(1,10),randint(1,10) 5.10.3 seed(125) # 再次給隨機種子賦值125 .format(randint(1,10),randint(1,10),randint(1,10) 4.4.10,小練習：編程實現(xiàn)冒泡排序,編寫代碼實現(xiàn)冒泡法排序。,from random import randint lst = randint(1, 100) for i in

13、 range(20) print(Before sort:n, lst) length = len(lst) for i in range(0, length): for j in range(0, length-i-1): #比較相鄰兩個元素大小，并根據(jù)需要進行交換 if lstj lstj+1: lstj, lstj+1 = lstj+1, lstj print(After sort:n, lst),可以用lst.sort()來代替,的計算,的計算,（圓周率）是一個無理數(shù)，即無限不循環(huán)小數(shù)。精確求 解圓周率是幾何學、物理學和很多工程學科的關鍵。 對的精確求解曾經(jīng)是數(shù)學歷史上一直難以解決的問

14、題之 一，因為無法用任何精確公式表示，在電子計算機出現(xiàn) 以前，只能通過一些近似公式的求解得到，直到1948年 ，人類才以人工計算方式得到的808位精確小數(shù)。,的計算,隨著計算機的出現(xiàn)，數(shù)學家找到了另類求解的另類 方法：蒙特卡羅（Monte Carlo）方法，又稱隨機抽樣或統(tǒng) 計試驗方法。 應用蒙特卡羅方法求解的基本步驟如下： 隨機向單位正方形和圓結構，拋灑大量“飛鏢”點 計算每個點到圓心的距離從而判斷該點在圓內或者圓外 用圓內的點數(shù)除以總點數(shù)就是/4值。 隨機點數(shù)量越大，計算得到的值越精 確。 實際上，這個方法的思想是利用離散點值表示圖形的面 積，通過面積比例來求解值。,的計算,計算使用的正方

15、形和圓結構,計算使用的1/4區(qū)域和拋點過程,的計算, Pi值是3.144. 運行時間是: 0.016477s,的計算,不同拋點數(shù)產(chǎn)生的精度和運行時間,小練習：,異常處理機制,異常處理: try-except語句,觀察下面這段小程序：,當用戶輸入的不是數(shù)字呢？, 請輸入一個整數(shù): 100 10000 請輸入一個整數(shù): NO Traceback (most recent call last): File D:/PythonPL/echoInt.py, line 1, in num = eval(input(請輸入一個整數(shù): ) File , line 1, in NameError: name N

16、o is not defined,異常處理: try-except語句,Python解釋器返回了異常信息，同時程序退出,異常處理: 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: except : ,異常處理: try-except語句,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)!,異常的高級用法,try-except語句可以支持多個except語句，語法格式如下： try: except : . except : except: ,異常的高級用法,最后一個except語句沒有指定任何類型，表示它對應的語 句塊可以處理所有其他異常。這個過程與if-elif-else語句 類似，是分支結構的一種表達方式，一段代碼如下,異常的高級用法,該程序將用戶輸入的數(shù)字作為索引從字符串a(chǎn)lp中返回一個 字符，當用戶輸入非整數(shù)字符時，except NameError異常 被捕獲到，提示升用戶輸入類型錯誤，當用戶輸入數(shù)字不在 01到256之間時，異常被except捕獲，程序打印其他錯誤 信息，執(zhí)行過程和結果如 下：, 請輸