Python編程基礎(chǔ)與應(yīng)用第5章 流程控制

第

5

章

流 程 控 制XXXX

大學(xué)XX

學(xué)院XXX

教授2學(xué)習(xí)目標(biāo)：掌握程序流程圖的繪制方法了解條件語句了解循環(huán)語句了解多分支選擇語句了解跳轉(zhuǎn)語句思政內(nèi)涵：正確的判斷和正確的流程是獲得正確結(jié)果的關(guān)鍵。人生道路也是一樣，只有在人生道路中做出正確的決策判斷，才能有良好的收獲，廣大學(xué)子應(yīng)樹立正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀。第

5

章

流程控制3

5.1

程序流程計(jì)算機(jī)程序的執(zhí)行過程就是程序流程。和其他編程語言一樣，按照?qǐng)?zhí)行流程劃分，Python

程序可分為三大結(jié)構(gòu)，即順序結(jié)構(gòu)、分支(選擇)結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)。順序結(jié)構(gòu)：自上而下依次執(zhí)行每一條代碼，不重復(fù)執(zhí)行任何代碼，也不跳過任何代碼。分支結(jié)構(gòu)：也稱為選擇結(jié)構(gòu)，在運(yùn)行過程中根據(jù)條件的不同可能會(huì)執(zhí)行不同的程序分支。循環(huán)結(jié)構(gòu)：在運(yùn)行過程中有些代碼需要反復(fù)執(zhí)行。程序流程可以用文字描述，也可以用圖形描述。書寫文字比較方便，但不夠直觀；繪制圖形比較麻煩，但看起來直觀。流程圖是一種普遍的程序控制流程表示法，即使用圖形符號(hào)來表示程序的執(zhí)行過程。為了實(shí)現(xiàn)流程圖的可讀性4及一致性，通常使用美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)制定的統(tǒng)一圖形符號(hào)繪制流程圖。常見的流程圖符號(hào)如表

5-1

所示。表

5-1

常見的流程圖符號(hào)符號(hào)名稱含義端點(diǎn)、中斷標(biāo)準(zhǔn)流程的開始與結(jié)束，每個(gè)流程圖只有一個(gè)起始點(diǎn)進(jìn)程要執(zhí)行的處理判斷決策或判斷數(shù)據(jù)表示數(shù)據(jù)的輸入/輸出流向表示執(zhí)行的方向與順序文檔以文件的方式輸入/輸出聯(lián)系同一流程圖中從一個(gè)進(jìn)程到另一個(gè)進(jìn)程的交叉引用第

5

章

流程控制5使用表

5-1

中帶方向的箭頭和相應(yīng)的說明文字連接各圖標(biāo)，就形成了程序流程圖，如圖5.1

所示。圖

5.1程序流程圖65.2 條件語句在編寫代碼時(shí)，可以使用條件語句為程序增設(shè)條件，使程序產(chǎn)生分支，進(jìn)而有選擇地執(zhí)行不同的語句。條件語句包括if

語句、if-else

語句、if-elif-else語句等。5.2.1 if

語句if

語句是單分支條件語句，語法格式如下。if

邏輯條件:...其中，“邏輯條件”一般是一個(gè)比較表達(dá)式，如果該表達(dá)式返回

True，則會(huì)執(zhí)行冒號(hào)下面縮進(jìn)的代碼塊；如果該表達(dá)式返回

False，則會(huì)直接跳過冒號(hào)下面縮進(jìn)的代碼塊，按照順序執(zhí)行后面的程序。單分支流程圖如圖

5.2

所示。第

5

章

流程控制7圖

5.2 單分支流程圖下面使用if

語句實(shí)現(xiàn)一個(gè)考試成績(jī)?cè)u(píng)估的程序，示例代碼如程序段

P5.1

所示。8P5.1

單分支條件語句score=100ifscore>

60:print("成績(jī)合格，你很棒！")print("歡迎來到Python

語言課堂")運(yùn)行代碼，輸出結(jié)果如下。成績(jī)合格，你很棒！歡迎來到Python

語言課堂由以上示例的輸出結(jié)果可知，程序執(zhí)行了if

語句的代碼段。將以上示例中變量score

的值修改為

50，再次運(yùn)行代碼，輸出結(jié)果如下。歡迎來到Python

語言課堂由該輸出結(jié)果可知，修改score

的值后，程序未執(zhí)行if

語句的代碼段。第

5

章

流程控制95.2.2 if-else

語句if-else

語句是雙分支條件語句，語法格式如下。if

邏輯條件:...else:...當(dāng)邏輯條件表達(dá)式返回

True

時(shí)，會(huì)執(zhí)行

if

后面的代碼塊；當(dāng)條件表達(dá)式返回False

時(shí)，會(huì)執(zhí)行else

后面的代碼塊。雙分支流程圖如圖

5.3

所示。10圖

5.3 雙分支流程圖使用if-else

語句編寫的考試成績(jī)?cè)u(píng)估程序示例代碼如程序段P5.2

所示。P5.2

雙分支條件語句score=

100ifscore>

=60:第

5

章

流程控制11print("考試合格")else:print("考試不及格")運(yùn)行代碼，輸出結(jié)果如下?？荚嚭细駥⒁陨鲜纠凶兞縮core

的值修改為

50，再次運(yùn)行代碼，輸出結(jié)果如下。考試不及格通過比較兩次的輸出結(jié)果可知，程序第一次執(zhí)行了if

語句的代碼段，打印了“考試合格”；修改

score

的值后，執(zhí)行了else

語句的代碼段，打印了“考試不及格”。125.2.3 if-elif-else

語句if-elif-[elif]else

語句是多分支條件語句，語法格式如下。if

邏輯條件

1:...

#

當(dāng)條件

1

為True

時(shí)執(zhí)行的代碼elif

邏輯條件

2:... #

當(dāng)條件

2

為True

時(shí)執(zhí)行的代碼[elif

邏輯條件n:]... #

當(dāng)條件n

為True

時(shí)執(zhí)行的代碼else:...

#

當(dāng)所有條件都為False

時(shí)執(zhí)行的代碼elif

指的是“else

if”，表示帶有條件的

else

子句。多向選擇的語法看似很復(fù)雜，其實(shí)非常簡(jiǎn)單，它只是在雙向選擇的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)或多個(gè)選擇分支。第

5

章

流程控制13使用多分支條件語句編寫的考試成績(jī)?cè)u(píng)估程序示例代碼如程序段P5.3

所示。P5.3

多分支條件語句score=

90ifscore

>=90:print("考試優(yōu)秀")elif80<=score

<90:print("考試良好")elif70<=score

<80:print("考試中等")elif60<=score

<70:print("考試及格")else:print("考試不及格")14程序可以根據(jù)score

的值做出“成績(jī)優(yōu)秀”“成績(jī)良好”“成績(jī)中等”“成績(jī)及格”和“成績(jī)不及格”5

個(gè)等級(jí)的評(píng)估。5.2.4 if

語句嵌套if

語句是可以嵌套使用的，語法格式如下。if

條件

1：if

條件

2:... #

當(dāng)條件

1

和條件

2

都為True

時(shí)執(zhí)行的代碼else:#

當(dāng)條件

1

為True、條件

2

為False

時(shí)執(zhí)行的代碼...else:if

條件

2:第

5

章

流程控制15...#

當(dāng)條件

1

為

False、條件

2

為True

時(shí)執(zhí)行的代碼else:... #

當(dāng)條件

1

和條件

2

都為False

時(shí)執(zhí)行的代碼對(duì)于這種結(jié)構(gòu)，我們不需要死記硬背，只需要從外到內(nèi)根據(jù)條件一個(gè)個(gè)地進(jìn)行判斷就可以了。示例代碼如程序段P5.4

所示。P5.4

if

語句的嵌套gender

=

"女"height=

172if

gender

==

"男":ifheight>

170:print("高個(gè)子男生")else:16print("矮個(gè)子男生")else:ifheight>

170:print("高個(gè)子女生")else:print("矮個(gè)子女生")運(yùn)行代碼，輸出結(jié)果如下。高個(gè)子女生在以上代碼中，性別

gender

是外層條件，身高

height

是內(nèi)層條件。修改變量gender

為“男”，修改

height

為

160，執(zhí)行代碼，輸出結(jié)果如下。矮個(gè)子男生第

5

章

流程控制17

5.3

循環(huán)語句在程序開發(fā)過程中有些代碼需要重復(fù)執(zhí)行。Python

提供了循環(huán)語句，使用該語句能以簡(jiǎn)潔的代碼實(shí)現(xiàn)重復(fù)操作。Python

中的循環(huán)語句有兩種，分別是while

循環(huán)和for

循環(huán)。5.3.1 while

循環(huán)語句while

循環(huán)語句的語法格式如下。while

條件表達(dá)式：代碼塊其中，代碼塊是指縮進(jìn)格式相同的多行代碼，在循環(huán)結(jié)構(gòu)中，它又稱為循環(huán)體。18while

循環(huán)流程圖如圖

5.4

所示。圖

5.4 while

循環(huán)流程圖使用while

循環(huán)計(jì)算

1+2+3+…+100

的和，示例代碼如程序段

P5.5

所示。第

5

章

流程控制19P5.5

while

循環(huán)i=1sum=0while

i<=100:sum

+=i

i

+=1print(sum)運(yùn)行代碼，輸出結(jié)果如下。5050在以上示例中，變量

i

是循環(huán)因子，其初始值為

1，會(huì)隨循環(huán)次數(shù)累加；變量sum

是所求的和，其初始值為

0。循環(huán)結(jié)束，執(zhí)行循環(huán)之后的打印語句，輸出sum

的值。20while

循環(huán)還常用來遍歷列表、元組和字符串，因?yàn)樗鼈兌贾С滞ㄟ^下標(biāo)索引獲取指定位置的元素。下面演示使用while

循環(huán)遍歷字符串變量，示例代碼如程序段P5.6

所示。P5.6

遍歷字符串my_char="http://www.ahu.net/python/"i=

0;whilei<len(my_char):print(my_char[i],end="")i=i+

1運(yùn)行代碼，輸出結(jié)果如下。/python/若希望程序可以一直重復(fù)操作，則可以將循環(huán)條件的值設(shè)為

True，如此便第

5

章

流程控制21進(jìn)入無限循環(huán)。雖然在實(shí)際開發(fā)中有些程序需要無限循環(huán)(如游戲的主要程序、操作系統(tǒng)的監(jiān)控程序等)，但無限循環(huán)會(huì)占用大量?jī)?nèi)存，影響程序和系統(tǒng)的性能，開發(fā)者需酌情使用。5.3.2 for

循環(huán)語句for

循環(huán)常用于遍歷字符串、列表、元組、字典、集合等序列類型，逐個(gè)獲取序列中的各個(gè)元素。for

循環(huán)語句的語法格式如下。for

迭代變量

in

字符串/列表/元組/字典/集合:代碼塊其中，迭代變量用于存放從序列類型變量中讀取出來的元素，所以一般不會(huì)在循環(huán)中對(duì)迭代變量手動(dòng)賦值；代碼塊是指具有相同縮進(jìn)格式的多行代碼，22和循環(huán)結(jié)構(gòu)聯(lián)用，因此代碼塊又稱為循環(huán)體。目標(biāo)對(duì)象的元素個(gè)數(shù)決定了循環(huán)的次數(shù)，目標(biāo)對(duì)象中的元素被訪問完之后循環(huán)結(jié)束。for

循環(huán)流程圖如圖

5.5

所示。圖

5.5for

循環(huán)流程圖第

5

章

流程控制23使用for

循環(huán)遍歷字符串的示例代碼如程序段P5.7

所示。P5.7

for

循環(huán)遍歷字符串my_char=

"/python/"forchin

my_char:print(ch,end="")運(yùn)行代碼，輸出結(jié)果如下。/python/使用for

循環(huán)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算的示例代碼如程序段P5.8

所示。P5.8

for

循環(huán)計(jì)算print("計(jì)算

1+2+…+100

的結(jié)果為：")result=

0foriin

range(101):24result+=

iprint(result)運(yùn)行代碼，輸出結(jié)果如下。計(jì)算

1+2+…+100

的結(jié)果為：5050上面的代碼中，使用了

range()函數(shù)，此函數(shù)是

Python

內(nèi)置函數(shù)，用于生成一系列連續(xù)整數(shù)，多用于for

循環(huán)中。當(dāng)用for

循環(huán)遍歷列表或元組時(shí)，其迭代變量會(huì)先后被賦值為列表或元組中的每個(gè)元素并執(zhí)行一次循環(huán)體。示例代碼如程序段P5.9

所示。P5.9

for

循環(huán)遍歷列表my_list=[1,2,3]forelein

my_list:第

5

章

流程控制25print('ele=',

ele)運(yùn)行代碼，輸出結(jié)果如下。ele=

1ele=

2ele=

3在以上代碼中，把遍歷的列表改成元組，就可以使用

for

循環(huán)遍歷元組，讀者可以自己修改代碼練習(xí)。當(dāng)用for

循環(huán)遍歷字典時(shí)，其迭代變量會(huì)先后被賦值為字典的每個(gè)元素的鍵值并執(zhí)行一次循環(huán)體。示例代碼如程序段P5.10

所示。P5.10

for

循環(huán)遍歷字典my_dict

=

{'python

教程':"/python/",\'shell

教程':"/shell/",\26'java

教程':"/java/"}foreleinmy_dict:print('ele=',

ele)運(yùn)行代碼，輸出結(jié)果如下。ele

=

python

教程ele

=

shell

教程ele

=

java

教程5.3.3 循環(huán)嵌套語句循環(huán)之間可以互相嵌套，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)更為復(fù)雜的邏輯。循環(huán)嵌套按不同的循環(huán)語句可以分為while

循環(huán)嵌套和for

循環(huán)嵌套。第

5

章

流程控制271.

while

循環(huán)嵌套while

循環(huán)嵌套是指while

語句中嵌套了while

或for

語句。以

while

語句中嵌套while

語句為例，while

循環(huán)嵌套的語法格式如下。while

條件

1:條件

1

成立執(zhí)行的語句...while

條件

2:條件

2

成立執(zhí)行的語句

...下面使用while

循環(huán)嵌套打印一個(gè)九九乘法表，示例代碼如程序段P5.11所示。28P5.11

while

循環(huán)嵌套j=

1whilej<=

9:i=

1whilei<=

j:print(f'{i}*{j}={j*i}',

end='\t')i+=

1print()j+=

1運(yùn)行代碼，輸出結(jié)果如下。1*1=11*2=21*3=32*2=42*3=63*3=9第

5

章

流程控制1*4=42*4=83*4=124*4=161*5=52*5=103*5=154*5=205*5=251*6=62*6=123*6=184*6=245*6=306*6=361*7=72*7=143*7=214*7=285*7=356*7=427*7=491*8=82*8=163*8=244*8=325*8=406*8=487*8=568*8=641*9=92*9=183*9=274*9=365*9=456*9=547*9=638*9=729*9=81292.

for

循環(huán)嵌套for

循環(huán)嵌套是指for

語句中嵌套了while

或for

語句。以for

語句中嵌套for

語句為例，for

循環(huán)嵌套的語法格式如下。for

i

in

相關(guān)容器(初始位置,最終位置,遍歷步調(diào)):... #

相關(guān)遍歷要求代碼30for

j

in

相關(guān)容器(初始位置,最終位置,遍歷步調(diào)):... #

相關(guān)遍歷要求代碼下面使用for

循環(huán)嵌套打印一個(gè)數(shù)字金字塔，示例代碼如程序段P5.12

所示。P5.12

for

循環(huán)嵌套layer

=

int(input("請(qǐng)輸入您想打印的數(shù)字三角形的層數(shù)："))for

i

in

range(1,

layer

+

1):forjinrange(1,i+

1):num=jprint(num,end="

")j+=

1i+=

1print("")第

5

章

流程控制31運(yùn)行代碼，輸入數(shù)據(jù)，輸出結(jié)果如下。請(qǐng)輸入您想打印的數(shù)字三角形的層數(shù)：511

212

3123

41234

55.4 多分支選擇語句Python

編程語言正在不斷發(fā)展，每次更新都會(huì)添加新的特性和功能，Python

3.10

中增加了多分支選擇語句，也稱為match-case

語句，允許在多個(gè)條件下控制程序流程。match-case

語句的語法格式如下。32match

parameter:casefirst

:do_something(first)casesecond

:do_something(second)......casen

:do_something(n)case_

:nothing_matched_function()match-case

語句使用match

關(guān)鍵字，通過參數(shù)parameter

與case

關(guān)鍵第

5

章

流程控制33字后的參數(shù)匹配，如果匹配成功，則執(zhí)行對(duì)應(yīng)的case

代碼段，“_”是通配符，當(dāng)沒有任何匹配項(xiàng)時(shí)運(yùn)行該代碼段。多分支選擇的示例代碼如程序段P5.13

所示。P5.13

多分支選擇day=input("請(qǐng)輸入一個(gè)數(shù)字(1～7)：")match

day:case

"1":print("星期一")case

"2":print("星期二")case

"3":print("星期三")case

"4":34print("星期四")case

"5":print("星期五")case

"6":print("星期六")case

"7":print("星期日")case

_:print("請(qǐng)輸入一個(gè)有效數(shù)字！")運(yùn)行代碼，根據(jù)提示輸入數(shù)據(jù)，輸出結(jié)果如下。請(qǐng)輸入一個(gè)數(shù)字(1～7)：7星期日第

5

章

流程控制355.5

跳轉(zhuǎn)語句循環(huán)語句在條件滿足的情況下會(huì)一直執(zhí)行，但在某些情況下需要跳出循環(huán)，例如，實(shí)現(xiàn)音樂播放器循環(huán)模式的切歌功能等。Python

提供了控制循環(huán)的跳轉(zhuǎn)語句：break

語句和

continue

語句。5.5.1

break語句break

語句用于結(jié)束循環(huán)，若循環(huán)中使用了

break

語句，當(dāng)程序執(zhí)行到break

語句時(shí)就會(huì)結(jié)束循環(huán)；若循環(huán)嵌套使用了

break

語句，當(dāng)程序執(zhí)行到break

語句時(shí)就會(huì)結(jié)束本層循環(huán)。break

語句通常與if

語句配合使用，以便在36條件滿足時(shí)結(jié)束循環(huán)。例如，在使用for

循環(huán)遍歷字符串"python"時(shí)，遍歷到字符"o"就使用break語句結(jié)束循環(huán)，具體代碼如程序段P5.14

所示。P5.14

break

語句forchin

"python":if

ch=="o":breakprint(ch,end="

")運(yùn)行代碼，輸出結(jié)果如下。pyt

h從以上輸出結(jié)果可以看出，程序沒有輸出字符"o"及后面的字符，說明當(dāng)程序遍歷到字符"o"時(shí)跳出了整個(gè)循環(huán)，即結(jié)束了循環(huán)。第

5

章

流程控制375.5.2 continue

語句continue

語句用于在滿足條件的情況下跳出本次循環(huán)，該語句通常也與if語句配合使用。例如，在使用

for

循環(huán)遍歷字符串"python"時(shí)，遍歷到字符"o"就使用continue

語句跳出本次循環(huán)，具體代碼如程序