Python语言编程导论第四章 流程控制

内容提要

概述

条件语句

循环语句

跳转语句

综合实例

一、概述

之前编写的程序都是顺序结构的，即依次执行程序中的每条语句。 但实际的程序并非如此简单，经常要用到条件判断或反复执行某一个程序段，这就要用到条件语句和循环语句。 本章介绍条件语句、循环语句及跳转语句。

二、条件语句

条件语句能够改变Python程序的执行流程，是执行这个代码块还是另一个代码块。 凡是需要判断来确定下一步如何执行的程序都要使用条件语句。

1、if/else语句

（1）单分支 格式： if(表达式): 语句序列 功能：如果条件表达式的值为真，则执行后面的语句序列。

例4-1：判断用户的输入，如果输入的数值大于0，则在屏幕上显示“正数”。

（2）双分支

格式： if(表达式): 语句序列1 else: 语句序列2 功能：如果“条件表达式”的判断结果为真，则执行语句序列1；否则，执行语句序列2。

例4-2：判断用户的输入，如果输入的数值大于0，则在屏幕上显示“正数”；否则在屏幕上显示“不是正数”。

2、if…elif…else语句

if/elif语句是if语句的扩展版本，它包含多个条件，用于作出复杂的决策。

例4-3：假设航空公司提供了儿童优惠票价：不超过2岁的儿童免票；2-13岁的儿童打折；13岁及以上儿童与成人同价。

3、if语句嵌套

if 语句内还可以使用if语句，这样就构成了if语句的嵌套。

格式： if(表达式1): if(表达式2):语句序列1 elif(表达式3):语句序列2 … else:语句序列3 elif(表达式n): … else: …

例4-4 输入三个整数，输出最大数

4、条件表达式

Python也有类似于C++的条件表达式，其格式为： 表达式1 if 表达式2 else 表达式3

功能：先计算表达式2的值，如果其值为真，则表达式1的值就是整个表达式的值；否则表达式3的值就是整个表达式的值。

例4-5：求两个数a和b中最大值

三、循环语句

循环用于重复地执行代码块。 Python中有两种主要的循环：for循环和while循环。 for循环通常比while循环更容易使用，也不那么容易出错，但没有while循环灵活。

1、for循环

格式： for 变量 in 集合: … 功能：每次从集合中取出一个值，并把值赋给变量。

集合可以是元组、列表、字典等数据结构。

说明： for循环通常与range()函数一起使用，range()函数返回一个列表，for循环遍历列表中的元素。 Range()函数格式：range(start,stop[,step])，参数start表示列表开始值，默认为0；参数stop表示列表结束值，不能缺省，循环到stop-1停止；参数step表示步长，默认值为1。

例4-6：for循环示例

例4-7：求1+2+3+…+100

.

2、while循环

格式： while 条件表达式: 语句序列

功能：当条件表达式为真时，依次执行while中的语句，直到循环表达式的值为假。

例4-8：求1+2+3+…+100

3、for循环和while循环比较

一般来说，固定次数的循环问题使用for循环和while循环都可以解决，而循环次数不固定的循环问题只能使用while循环解决。

例4-9：分别使用for和while循环计算n!

例4-10：计算已知个数数字的总和

例4-11：计算未知个数数字的总和

5、循环嵌套

四、跳转语句

与C、C++类似，在Python中除了提供顺序执行和选择控制、循环控制语句外，还提供了一类跳转语句。这类语句的总体功能是中断当前某段程序的执行，并跳转到程序的其他位置继续执行。 Python的跳转语句有：break语句和continue语句。

跳转语句的作用及区别：

break语句的作用是：结束当前正在执行的循环（for、while），转而执行这些结构后面的语句。 。 continue语句的作用是：结束当前正在执行的这一次循环（for、while），接着执行下一次循环。即跳过循环体中尚未执行的语句，接着进行下一次是否执行循环的判定。

continue语句和break语句的区别是：continue语句只结束本次循环，而不是终止整个循环的执行。而break语句则是结束整个循环，不再进行条件判断。

例4-13：计算未知个数数字的总和（利用break语句）

例4-14：输出1~100之间的不能被7整除的数。

五、综合实例

1、求任意非负数的平方根。没有精确算法，常用的近似算法有： 穷举法 二分法 牛顿—拉夫逊算法。

穷举法：

取较小的步长生成猜测值（顺序地）； 检查是否足够接近结果。 反复执行上述步骤。

在穷举法中，步长可以取任意小数值，但是： 如果步长太小了，程序执行会花较长时间 如果步长太大了，可能会跳过最近似的答案 还有更有效的方法。

二分法：

根据数学定义，x的平方根位于0—x之间。 尽管在穷举法中，我们从0开始进行猜测，但实际上可以取这个范围的中间值。

如果幸运，这个答案即最近似的结果。

如果猜测值不足够近似，太大或太小怎么办？ 如果g**2>x，则g太大，现在应查找：

如果新的g，例如g**2<x，则g太小了，应查找：

每次减少值的范围的一半。

关于二分法算法的说明：

二分查找算法从根本上减少了计算时间； 二分查找算法必须用于有序的数据。

牛顿—拉夫逊算法：

通常，求一个变量多项式的根的近似算法为：

求r使得p(r)=0 例如，求24的平方根，即求p(x)=x2-24的根，则牛顿近似公式为：

具体到本例，近似公式为：g-(g2-24)/2g

2、编写猜秘密数的程序

由用户想一个0—100之间的整数（包括0，不包括100），由计算机来猜。由用户给一个输入，是低了还是高了，使用二分查找算法，计算机将猜到用户的秘密数。

执行过程（设用户想的秘密数是83）