《大數(shù)據(jù)分析：基于Python》 課件 第3章 流程控制

大數(shù)據(jù)分析：基于Python

第3章流程控制余本國(guó)3.1條件語句

條件語句也稱判斷語句或分支語句，使用if、elif和else關(guān)鍵字來執(zhí)行不同的代碼塊，根據(jù)條件的真假來選擇性地執(zhí)行特定的代碼。當(dāng)條件分支為二分類時(shí)使用if/else結(jié)構(gòu)，當(dāng)多于兩個(gè)分支時(shí)使用if/elif/…/else，elif按照需要使用。語法格式如下： if條件1:

條件1為真時(shí)執(zhí)行代碼塊1 elif條件2:

條件2為真時(shí)執(zhí)行代碼塊2 else:

條件1、2都不為真時(shí)執(zhí)行代碼塊3

條件語句會(huì)按照代碼塊前后順序進(jìn)行逐一判斷，當(dāng)遇到條件為真時(shí)，會(huì)執(zhí)行真條件下的代碼塊。In[1]:num=int(input("請(qǐng)輸入一個(gè)數(shù)字:"))...:...:#使用if/else分支判斷數(shù)字是奇數(shù)還是偶數(shù)

...:ifnum%2==0:...:print("您輸入的是一個(gè)偶數(shù)。")...:else:...:print("您輸入的是一個(gè)奇數(shù)。")請(qǐng)輸入一個(gè)數(shù)字:7您輸入的是一個(gè)奇數(shù)。例如判斷輸入的數(shù)的奇偶性。在這個(gè)例子中，首先通過input()函數(shù)從用戶那里獲取一個(gè)數(shù)字，并將其轉(zhuǎn)換為整數(shù)。然后，使用if/else分支來檢查這個(gè)數(shù)字是否是偶數(shù)（即當(dāng)被2除時(shí)余數(shù)為0）。如果條件為真（即數(shù)字是偶數(shù)），則執(zhí)行第一個(gè)代碼塊，打印出“您輸入的是一個(gè)偶數(shù)”。如果條件為假（即數(shù)字不是偶數(shù)，也就是奇數(shù)），則執(zhí)行else后面的代碼塊，打印出“您輸入的是一個(gè)奇數(shù)”。接收變量不及格及格中良優(yōu)xx<6060≤x<7070≤x<8080≤x<9090≤x再例如，現(xiàn)有學(xué)生成績(jī)按照如下給出的檔次，判斷來自接收到的成績(jī)屬于哪個(gè)檔次。In[2]:bz=['優(yōu)','良','中','及格','差']#成績(jī)層次分類...:s=int(input('請(qǐng)輸入分?jǐn)?shù)：'))#接收鍵盤輸入...:...:ifs>=90:...:print(bz[0])...:elifs>=80:...:print(bz[1])...:elifs>=70:...:print(bz[2])...:elifs>=60:...:print(bz[3])...:else:...:print(bz[4])請(qǐng)輸入分?jǐn)?shù)：87良輸出結(jié)果為：

條件語句也可以使用在行代碼的表達(dá)式中，稱為三元表達(dá)式。三元表達(dá)式是一種簡(jiǎn)潔的條件語句，它使用三個(gè)操作數(shù)：一個(gè)條件表達(dá)式和一個(gè)結(jié)果表達(dá)式，如果條件為真，則返回結(jié)果表達(dá)式1，否則返回結(jié)果表達(dá)式2。三元表達(dá)式的語法如下：value_if_trueifconditionelsevalue_if_false

其中，condition是一個(gè)條件表達(dá)式，如果它的值為True，則返回value_if_true，否則返回value_if_false。

例如，接收一個(gè)變量x，想要檢查它是否大于10，如果是，則打印“Positive”，否則打印“Negative”，實(shí)現(xiàn)代碼如下。In[3]:x=int(input("請(qǐng)輸入整數(shù)："))...:result="Positive"ifx>0else"Negative"...:print(result)請(qǐng)輸入整數(shù)：-3Negative

接收到的x值為-3小于0，所以result的值為Negative。3.2循環(huán)語句

循環(huán)語句分為for和while兩種類型，for循環(huán)用于遍歷序列（如列表、元組、字符串）或其他可迭代對(duì)象；while循環(huán)在指定的條件為真時(shí)，會(huì)重復(fù)執(zhí)行代碼塊。3.2.1for循環(huán)for循環(huán)主要用于遍歷一個(gè)序列（字符串、列表、元組、字典、集合等，以及一些容器內(nèi)的元素，如range()、zip()等），將序列中的每一個(gè)元素逐個(gè)取出執(zhí)行for代碼行下的代碼塊，直到取完為止。例如，將列表中的元素逐個(gè)打印出來。In[1]:fruits=['蘋果','香蕉','橙子','葡萄']...:foriinfruits:...:print(i)蘋果香蕉橙子葡萄

為了節(jié)省空間，可以將打印結(jié)果顯示在一行，使用分號(hào)進(jìn)行分割，可以使用print()函數(shù)的end參數(shù)。In[2]:fruits=['蘋果','香蕉','橙子','葡萄']...:...:foriinfruits:...:print(i,end=";")蘋果;香蕉;橙子;葡萄;再如使用for循環(huán)計(jì)算列表中所有數(shù)字的和。In[3]:numbers=[1,2,3,4,5]...:sum=0...:foriinnumbers:...:sum+=i#等價(jià)于sum=sum+i...:...:print("列表中所有數(shù)字的和是：",sum)列表中所有數(shù)字的和是：15在這個(gè)例子中，首先創(chuàng)建了一個(gè)包含五個(gè)數(shù)字的列表。然后使用一個(gè)變量sum來存儲(chǔ)列表中所有數(shù)字的和，然后使用for循環(huán)遍歷這個(gè)列表，每次迭代中，變量i會(huì)被賦予列表中的下一個(gè)元素，然后我們將這個(gè)元素加到sum中。最后，我們打印出sum的值，即列表中所有數(shù)字的和。for還可以創(chuàng)建列表、元組或者字典。如將上面的列表numbers中所有奇數(shù)做成一個(gè)新的列表。In[4]:numbers=[1,2,3,4,5]

In[5]:[iforiinnumbersifi%2!=0]Out[5]:[1,3,5]

在上面的[iforiinnumbersifi%2!=0]代碼中，首先創(chuàng)建一個(gè)列表，故外面使用[],內(nèi)部產(chǎn)生的元素用i表示（即第一個(gè)i），i來自于numbers（即foriinnumbers），當(dāng)滿足被2除余數(shù)不等于0時(shí)（即ifi%2!=0），這樣的i才被留在該列表中。3.2.2while循環(huán)while循環(huán)主要用于條件為真時(shí)，會(huì)重復(fù)執(zhí)行其下的代碼塊，直到給定的條件不再滿足。while循環(huán)的基本語法如下：whilecondition:block

這里的condition是一個(gè)表達(dá)式，當(dāng)它的結(jié)果為True時(shí)，會(huì)執(zhí)行其下的block代碼塊，一旦condition變?yōu)镕alse，循環(huán)就會(huì)停止。例如，使用while循環(huán)計(jì)算5!的值，并返回結(jié)果。In[1]:result=1...:i=1...:whilei<=5:...:result*=i...:i+=1...:print(result)120

在循環(huán)中，使用result變量來保存階乘的結(jié)果，并給出初始值1，再使用i變量來迭代從1到5。每次迭代將i乘以result來計(jì)算階乘的值，并將i增加1。最后，返回輸出階乘值。

注意，在編寫while循環(huán)時(shí)，必須確保循環(huán)內(nèi)的代碼能夠改變條件表達(dá)式的值，也稱條件控制，否則可能導(dǎo)致無限循環(huán)。在無限循環(huán)中，程序會(huì)一直執(zhí)行下去，直到手動(dòng)停止。這通常不是我們想要的結(jié)果，所以在編寫while循環(huán)時(shí)要特別注意條件控制。In[2]:n=0#方法1...:whilen<5:...:n_squared=n**2...:print(n_squared,end=";")...:n+=10;1;4;9;16;

In[3]:n=0#方法1...:while(n_squared:=n**2)<25:#海象表示法...:print(n_squared,end=";")...:n+=10;1;4;9;16;下面是兩種輸出小于5的自然數(shù)的平方的方法。海象表達(dá)式使用冒號(hào)和等于號(hào)組合（:=）來表示，即使用一個(gè)變量名后跟一個(gè)冒號(hào)和等于號(hào)，表示將一個(gè)表達(dá)式的值賦給這個(gè)變量。使用海象表達(dá)式可以簡(jiǎn)化代碼，使代碼更加簡(jiǎn)潔。在代碼行“while(n_squared:=n**2)<25”中，海象表達(dá)式將n**2賦值給變量n_squared，節(jié)省了計(jì)算量，使代碼變得更簡(jiǎn)潔。需要注意的是，海象表達(dá)式只能在Python3.8及以上版本中使用，如果使用較早的版本，則會(huì)出現(xiàn)語法錯(cuò)誤。此外，雖然海象表達(dá)式可以簡(jiǎn)化代碼，但也可能會(huì)降低代碼的可讀性。請(qǐng)?jiān)囘\(yùn)行下面的代碼，觀察輸出的結(jié)果。In[4]:rows=int(input("Enternumberofrows:"))...:k=0...:foriinrange(1,rows+1):#i控制行...:forspaceinrange(1,(rows-i)+1):#控制每行開始的空格數(shù)...:print(end="")#打印每行的*前的空格...:whilek!=(2*i-1):#控制*輸出...:print("*",end="")#同行無分隔符輸出*...:k+=1#輸出*的個(gè)數(shù)...:k=0#下一行k從0開始...:print()#換行Enternumberofrows:5*************************3.3break與continue在Python中，break和continue都是控制循環(huán)流程的關(guān)鍵字。它們的作用如下：break在循環(huán)中，一旦遇到break，無論循環(huán)條件是否繼續(xù)為真，都會(huì)立即停止當(dāng)前循環(huán)。例如，在一個(gè)for或while循環(huán)中，如果你在某個(gè)條件下調(diào)用break，那么循環(huán)將立即結(jié)束，程序流程將繼續(xù)在循環(huán)之后的下一行代碼。In[5]:foriin[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9]:...:ifi==5:...:break...:print(i)01234

在這個(gè)例子中，當(dāng)i等于5時(shí)，break語句將被執(zhí)行，for循環(huán)將立即停止，盡管列表中有0到9的數(shù)字。因此，這段代碼只會(huì)打印出0到4，然后終止整個(gè)循環(huán)。continue是一個(gè)控制流語句，用于跳過當(dāng)前循環(huán)中的剩余語句，并立即開始下一輪循環(huán)。這意味著，如果continue語句在一個(gè)循環(huán)內(nèi)部（例如for或while循環(huán)），那么該循環(huán)的剩余部分將不會(huì)被執(zhí)行，而是立即開始下一輪循環(huán)。In[6]:foriin[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9]:...:ifi==5:...:continue...:print(i)012346789

在這個(gè)例子中，當(dāng)i等于5時(shí)，continue語句將被執(zhí)行，這會(huì)跳過輸出語句，并立即開始下一輪循環(huán)。因此，這段代碼會(huì)輸出出0到9，但是跳過5。3.4異常處理異常處理是一種處理程序中特殊情況（即異常）的機(jī)制。在編程中，異常是程序運(yùn)行時(shí)發(fā)生的問題，例如運(yùn)算中出現(xiàn)除數(shù)是零，訪問無效的內(nèi)存區(qū)域等。異常處理可以幫助我們?cè)谶@些問題發(fā)生時(shí)管理程序，不讓程序崩潰。在Python中，異常處理通常使用try，except，else，finally等關(guān)鍵字，其格式如下。try:block1except:block2else：block3finally:block4try下的block1代碼塊是需要測(cè)試的代碼（即有可能會(huì)出現(xiàn)異常情況），在執(zhí)行程序時(shí)，首先執(zhí)行block1，此時(shí)block1可能會(huì)發(fā)生意外錯(cuò)誤，當(dāng)block1發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，程序?qū)⑦M(jìn)入except下的block2；若不發(fā)生錯(cuò)誤，則進(jìn)入else下的block3。except和else的順序不能顛倒，except必須在else之前，else也可以省略。finally代碼行表示無論block1是否發(fā)生異常，都要執(zhí)行block4。finally必須出現(xiàn)在except和else之后，也可以省略沒有。In[1]:try:...:x=int(input("x="))...:y=int(input('y='))...:r=x/y...:print(r)...:except:#出現(xiàn)異常時(shí)執(zhí)行...:print("以上代碼執(zhí)行時(shí)出現(xiàn)了異常。")...:else:...:print("沒有出現(xiàn)異常！")x=3y=0以上代碼執(zhí)行時(shí)出現(xiàn)了異常。

有時(shí)需要將捕獲到錯(cuò)誤信息打印出來，此時(shí)可以用Exception來接收捕獲到的異常信息。下面的例子是接收來自鍵盤輸入的兩個(gè)數(shù)，用這兩個(gè)數(shù)做除法，可能會(huì)出現(xiàn)除數(shù)為0的情況，我們將這個(gè)異常捕獲到，并輸出這個(gè)異常信息。In[2]:try:...:x=int(input("x="))...:y=int(input('y='))...:r=x/y...:print(r)...:except(Exception)ase:#不管什么異常，都捕獲給e...:print(e)#輸出異常信息...:print("以上是捕獲到的異常信息")...:else:...:print("沒有出現(xiàn)異常！")...:finally:...:print("程序運(yùn)行到最后了！")

x=3y=0divisionbyzero以上是捕獲到的異常信息程序運(yùn)行到最后了！在代碼中，作為除數(shù)的y被輸入了0，出現(xiàn)了0作為除數(shù)的異常情況，即異常信息為“ZeroDivisionError:divisionbyzero”。代碼行“except(Exception)ase”表示將捕獲到的異常信息（ZeroDivisionError:divisionbyzero）綁定給變量e，即被except捕獲的異常信息賦值給了e，再執(zhí)行其下的代碼塊。在上面的代碼中最后有finally語句，表示無論try下的代碼出現(xiàn)何種情況，都不會(huì)影響finally語句下代碼的運(yùn)行。當(dāng)x除以y不產(chǎn)生異常時(shí)，便進(jìn)入了else并執(zhí)行其下的代碼。In[3]:try:...:x=int(input("x="))...:y=int(input('y='))...:r=x/y...:print(r)...:except(Exception)ase:...:print(e)...:print("以上是捕獲到的異常信息")...:else:...:print("沒有出現(xiàn)異常！")x=3y=21.5沒有出現(xiàn)異常！要注意的是，可以使用多個(gè)except語句塊來處理不同類型的異常，代碼如下：In[4]:try:...:#嘗試執(zhí)行的代碼

...:x=int(input("請(qǐng)輸入："))+"0"#一定會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤...:exceptValueError:...:#當(dāng)值錯(cuò)誤發(fā)生時(shí)執(zhí)行的代碼

...:print("輸入的不是有效的整數(shù)！")...:exceptTypeError:...:#當(dāng)類型錯(cuò)誤發(fā)生時(shí)執(zhí)行的代碼

...:print