第四章-选择与循环结构
第四章 - 选择与循环结构
4.1 条件选择
Python 条件语句是通过一条或多条语句的执行结果（True 或者 False）来决定执行的代码块。
可以通过下图来简单了解条件语句的执行过程:
4.1.1 if语句
if condition_1:
statement_block_1
a = 80
if a > 60:
print('合格')
4.1.2 if - else
这种语句是一种常用的if-else语句，通常用于二分支结构的条件语句代码。
if condition_1:
statement_block_1
else:
statement_block_2
a =70
if a < 60:
print('不及格')
else:
print('及格')
4.1.3 if - elif - else
在一些时候，我们可能需要多分支的条件语句代码，可以在if-else语句中混合elif语句进行使用：
Python 中用 elif 代替了else if，所以if语句的关键字为：if – elif – else。
if condition_1:
statement_block_1
elif condition_2:
statement_block_2
else:
statement_block_3
-
如果 "condition_1" 为 True 将执行 "statement_block_1" 块语句，
-
如果 "condition_1" 为 False，将判断 "condition_2"，
-
如果"condition_2" 为 True 将执行 "statement_block_2" 块语句，
-
如果 "condition_2" 为 False，将执行"statement_block_3"块语句。
a = 80
if a > 90:
print("优秀")
elif a > 60:
print("良好")
else:
print("不及格")
注意：
-
每个条件后面要使用冒号（:），表示接下来是满足条件后要执行的语句块。
-
使用缩进来划分语句块，相同缩进数的语句在一起组成一个语句块。
-
在 Python 中没有 switch – case 语句，但在python3.10中添加了用法类似的match-case语句。
4.1.4 match-case语句（python3.10新特性）
在其他语言（比如说经典的C语言）中有一种多分支条件判断语句，可以进行模式匹配（通俗的讲，就是将传入的内容跟多个已存在的样例进行比较，找到相同的案例并按照该案例的代码进行处理，如果没有相同案例就按默认案例进行处理，可以查看其他编程语言的条件语句的Switch相关部分内容进行比较参考）。在python3.10中也引入了这样的新特性。
match-case语句的结构一般如下所示：
match variable: #这里的variable是需要判断的内容
case ["quit"]:
statement_block_1 # 对应案例的执行代码，当variable="quit"时执行statement_block_1
case ["go", direction]:
statement_block_2
case ["drop", *objects]:
statement_block_3
... # 其他的case语句
case _: #如果上面的case语句没有命中，则执行这个代码块，类似于Switch的default
statement_block_default
一个match语句的使用示例：
def http_error(status):
match status:
case 400:
return "Bad request"
case 404:
return "Not found"
case 418:
return "I'm a teapot"
case _:
return "Something's wrong with the Internet"
上述代码等价于：
def http_error(status):
if status == 400:
return "Bad request"
elif status == 404:
return "Not found"
elif status == 418:
return "I'm a teapot"
else:
return "Something's wrong with the Internet"
4.1.5 if 操作运算符
| 操作符 | 描述 |
|---|---|
| < | 小于 |
| <= | 小于或等于 |
| > | 大于 |
| >= | 大于或等于 |
| == | 等于，比较对象是否相等 |
| != | 不等于 |
- 只要返回结果为布尔型（true或者false）的，都可以作为if的条件，所以在之前的集合等内容中涉及到的判断元素是否在集合中的in和not in，都可以作为if的条件。
lst1 = ['张三','李四','王五']
a = '李四'
if a in lst1:
print("在列表中")
if a not in lst1:
print("不在列表中")
4.1.6 实例
# 该实例演示了数字猜谜游戏
number = 7
guess = -1
print("猜数字!")
while guess != number:
guess = int(input("请输入你要猜的数字"))
if guess == number:
print("你猜中了，真厉害！")
elif guess < number:
print("猜小了，再猜猜？")
elif guess > number:
print("猜大了，在猜猜？")
4.1.7 嵌套 if
num=int(input("输入一个数字："))
if num%2==0:
if num%3==0:
print ("你输入的数字可以整除 2 和 3")
else:
print ("你输入的数字可以整除 2，但不能整除 3")
else:
if num%3==0:
print ("你输入的数字可以整除 3，但不能整除 2")
else:
print ("你输入的数字不能整除 2 和 3")
4.2 循环结构
Python 中的循环语句有 for 和 while。
Python 循环语句的控制结构图如下所示：
4.2.1 while 循环
while 判断条件(condition)：
执行语句(statements)……
同样需要注意冒号和缩进。另外，在 Python 中没有 do..while 循环。
# 计算 1 - 100 的总和
sum = 0
conter = 1
while conter <= 100:
sum += conter
conter += 1
print("1到 100的和为：%d"%(sum))
无限循环
var = 1
while var == 1 : # 表达式永远为 true
num = int(input("输入一个数字 :"))
print ("你输入的数字是: ", num)
print ("Good bye!")
你可以使用 CTRL+C 来退出当前的无限循环。
无限循环在服务器上客户端的实时请求非常有用。
4.2.2 while循环使用else语句
如果 while 后面的条件语句为 false 时，则执行 else 的语句块。
语法格式如下：
while <expr>:
<statement(s)>
else:
<additional_statement(s)>
-
expr 条件语句为 true 则执行 statement(s) 语句块，
-
如果为 false，则执行 additional_statement(s)。
# 循环输出数字，并判断大小：
count = 0
while count < 5:
print (count, " 小于 5")
count = count + 1
else:
print (count, " 大于或等于 5")
简单语句组
类似 if 语句的语法，如果你的 while 循环体中只有一条语句，你可以将该语句与 while 写在同一行中， 如下所示：
flag = 1
while (flag): print ('欢迎访问!')
print ("Good bye!")
4.2.3 for 语句
Python for 循环可以遍历任何可迭代对象，如一个列表或者一个字符串。
for循环的一般格式如下：
for <variable> in <sequence>:
<statements>
else:
<statements>
names = ["张三", "李四","王五","不知道起个啥"]
for name in names:
print(name)
打印字符串中的每个字符
word = 'zhangsan'
for letter in word:
print(letter)
4.2.4 for - else
在 Python 中，for...else 语句用于在循环结束后执行一段代码。
语法格式如下：
for item in iterable:
# 循环主体
else:
# 循环结束后执行的代码
当循环执行完毕（即遍历完 iterable 中的所有元素）后，会执行 else 子句中的代码，如果在循环过程中遇到了 break 语句，则会中断循环，此时不会执行 else 子句。
for x in range(6):
print(x)
else:
print("Finally finished!")
4.2.5 for 与 range 的使用
Python3 range() 函数返回的是一个可迭代对象（类型是对象），而不是列表类型， 所以打印的时候不会打印列表。
Python3 list() 函数是对象迭代器，可以把 range() 返回的可迭代对象转为一个列表，返回的变量类型为列表。
range(stop)
range(start, stop[, step])
参数说明：
-
start: 计数从 start 开始。默认是从 0 开始。例如 range(5) 等价于 range(0， 5)
-
stop: 计数到 stop 结束，但不包括 stop。例如：range(0， 5) 是 [0, 1, 2, 3, 4] 没有 5
-
step：步长，默认为 1。例如：range(0， 5) 等价于 range(0, 5, 1)
for num in range(1,6):
print(num)
1、 只有一个参数
如果只提供一个参数，它将生成一个从 0 开始的整数序列，参数为结束值，步长默认为 1：
for num in range(10):
print(num)
2、加步长
可以指定步长，以便每次增加不同的数量：
for num in range(1,6,2):
print(num)
注意：结束值 6 不包括在内。
另外，我们可以使用负数作为步长，以便从结束值倒序生成序列：
for number in range(6, 1, -1):
print(number)
注意：如果使用负数作为步长，则开始值必须大于结束值。
3、range生成一个迭代对象
如果您只需要生成一个整数序列，并不需要使用 for 循环遍历它，那么您可以将 range() 函数的返回值转换为列表或元组.
以下生成一个整数列表：
numbers = list(range(1, 6))
print(numbers)
# [1, 2, 3, 4, 5]
以下生成一个整数元组：
numbers = tuple(range(1, 6))
print(numbers)
# (1, 2, 3, 4, 5)
4.2.6 break 和 continue 语句
1、break
break 语句可以跳出 for 和 while 的循环体。如果你从 for 或 while 循环中终止，任何对应的循环 else 块将不执行。
n = 5
while n > 0:
n -= 1
if n == 2:
break
print(n)
print('循环结束。')
for letter in 'Runoob': # 第一个实例
if letter == 'b':
break
print ('当前字母为 :', letter)
var = 10 # 第二个实例
while var > 0:
print ('当前变量值为 :', var)
var = var -1
if var == 5:
break
print ("Good bye!")
2、continue
continue 语句被用来告诉 Python 跳过当前循环中的当此循环，然后继续进行下一轮循环。
n = 5
while n > 0:
n -= 1
if n == 2:
continue
print(n)
print('循环结束。')
for letter in 'Runoob': # 第一个实例
if letter == 'o': # 字母为 o 时跳过输出
continue
print ('当前字母 :', letter)
var = 10 # 第二个实例
while var > 0:
var = var -1
if var == 5: # 变量为 5 时跳过输出
continue
print ('当前变量值 :', var)
print ("Good bye!")
3、else
循环语句可以有 else 子句，它在穷尽列表(以for循环)或条件变为 false (以while循环)导致循环终止时被执行，但循环被 break 终止时不执行。
如下实例用于查询质数的循环例子:
for n in range(2, 10):
for x in range(2, n):
if n % x == 0:
print(n, '等于', x, '*', n//x)
break
else:
# 循环中没有找到元素
print(n, ' 是质数')
4、pass语句
pass是空语句，是为了保持程序结构的完整性。
pass 不做任何事情，一般用做占位语句，如下实例
while True:
pass # 等待键盘中断 (Ctrl+C)
4.2.7 实例
1、九九乘法表
for i in range(1,9):
for j in range(1,i+1):
print("%d*%d=%d"%(i,j,i*j),end="\t")
print()
2、计算阶乘
整数的阶乘（英语：factorial）是所有小于及等于该数的正整数的积，0的阶乘为1。即：n!=1×2×3×...×n。
# 通过用户输入数字计算阶乘
# 获取用户输入的数字
num = int(input("请输入一个数字: "))
factorial = 1
# 查看数字是负数，0 或 正数
if num < 0:
print("抱歉，负数没有阶乘")
elif num == 0:
print("0 的阶乘为 1")
else:
for i in range(1,num + 1):
factorial = factorial*i
print("%d 的阶乘为 %d" %(num,factorial))
3、Python 斐波那契数列
斐波那契数列指的是这样一个数列 0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13,特别指出：第0项是0，第1项是第一个1。从第三项开始，每一项都等于前两项之和。
# Python 斐波那契数列实现
# 获取用户输入数据
nterms = int(input("你需要几项？"))
# 第一和第二项
n1 = 0
n2 = 1
count = 2
# 判断输入的值是否合法
if nterms <= 0:
print("请输入一个正整数。")
elif nterms == 1:
print("斐波那契数列：")
print(n1)
else:
print("斐波那契数列：")
print(n1,",",n2,end=" , ")
while count < nterms:
nth = n1 + n2
print(nth,end=" , ")
# 更新值
n1 = n2
n2 = nth
count += 1
# for 循环的斐波那契数列
n1 = 0
n2 = 1
for i in range(2,10):
nth = n1+n2
print(nth)
n1 = n2
n2 = nth
4、Python 阿姆斯特朗数
如果一个n位正整数等于其各位数字的n次方之和,则称该数为阿姆斯特朗数。 例如1^3 + 5^3 + 3^3 = 153。
1000以内的阿姆斯特朗数： 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 153, 370, 371, 407。
# Python 检测用户输入的数字是否为阿姆斯特朗数
# 获取用户输入的数字
num = int(input("请输入一个数字: "))
# 初始化变量 sum
sum = 0
# 指数
n = len(str(num))
# 检测
temp = num
while temp > 0:
digit = temp % 10
sum += digit ** n
temp //= 10
# 输出结果
if num == sum:
print(num,"是阿姆斯特朗数")
else:
print(num,"不是阿姆斯特朗数")
5、Python 简单计算器实现
以下代码用于实现简单计算器实现，包括两个数基本的加减乘除运输：
# 定义函数
def add(x, y):
"""相加"""
return x + y
def subtract(x, y):
"""相减"""
return x - y
def multiply(x, y):
"""相乘"""
return x * y
def divide(x, y):
"""相除"""
return x / y
# 用户输入
print("选择运算：")
print("1、相加")
print("2、相减")
print("3、相乘")
print("4、相除")
choice = input("输入你的选择(1/2/3/4):")
num1 = int(input("输入第一个数字: "))
num2 = int(input("输入第二个数字: "))
if choice == '1':
print(num1,"+",num2,"=", add(num1,num2))
elif choice == '2':
print(num1,"-",num2,"=", subtract(num1,num2))
elif choice == '3':
print(num1,"*",num2,"=", multiply(num1,num2))
elif choice == '4':
print(num1,"/",num2,"=", divide(num1,num2))
else:
print("非法输入")
浙公网安备 33010602011771号