PYTHON程序设计 课件 【ch03】控制结构

控制结构“计算机类精品系列教材Python程序设计第三章01顺序结构一、顺序结构01赋值语句（1）直接赋值直接赋值为赋值语句的基础形式。其语句格式如下：变量名=变量值（2）元组赋值元组赋值的格式如下：变量1,变量2,…=值1,值2,…（3）序列赋值把字符串序列中的字符分别赋值给变量。右侧的元素的数量和左侧的变量的数量必须相等，否则会报错。（4）多目标赋值在Python中可以同时为多个变量赋值。其语句格式为：变量1=变量2=…=值。（5）复合赋值。复合赋值也叫增强赋值，该类型的赋值方法中包含的运算符包括：+=、-=、*=、=等。一、顺序结构02空语句在Python中，pass表示空语句。该语句不执行命令，只是一个占位符，一是为了保证格式完整，二是为了保证语义完整，一般在if条件语句、for-in循环语句或定义函数的语句中配合使用。例如，用for循环输出1~10(不包括10)之间的偶数，其中奇数就用pass语句占个位置。代码如下:一、顺序结构03顺序语句顺序语句是最简单的结构语句，按照语句的先后顺序执行，自上而下，处理好上一条语句的结果后才会继续执行下一条语句。在Python中，一个语句的结束是以换行为标志的。例如，用顺序语句计算圆的面积和周长:02分支结构二、分支结构01单分支结构单分支结构是分支结构中最简单的形式，当且仅当条件语句被满足时，语句块才会被执行，否则跳过语句块，执行后面的语句。单分支的语法结构为：if表达式:语句块一个if语句包含以下5个要素。（1）关键词if。（2）条件表达式。（3）英文冒号(:)。（4）缩进。（5）语句块。其流程图如图3-1所示。二、分支结构01单分支结构例如：比较两个数，取较大值。因为a>b，所以第2个if语句什么都不会输出。二、分支结构01单分支结构注意:（1）关键字if后面有空格，没有空格程序会报错。（2）条件表达式后面的冒号必须是英文冒号，若使用中文冒号，则程序会报错，提示的错误为SyntaxError:invalidcharacter（无效字符)。（3）代码块前面有缩进，缩进在Python中是一种语法格式，必须严格执行。（4）语句块可以是一条语句，也可以是多条语句。如果语句块中只有一条语句，则可以将其表示为如下形式:if

a<b:max=b但是这会影响程序的可读性，不建议使用。二、分支结构02双分支结构双分支结构实现的是二选一的功能，即非此即彼。在Python中，通过if…else…语句实现双分支结构。在双分支结构中，根据判断条件表达式的真假执行不同的语句，如果条件表达式的值是True，则执行if下的语句块1;如果条件表达式的值是False，则执行else下的语句块2。双分支的语法结构为:if表达式:语句块1else:语句块2其流程图如图3-2所示。二、分支结构03多分支结构当判断情况较多时，在Python中可以使用if…elif…else…多分支结构，elif表示否则如果,也是判断语句，但是它不能单独使用，必须和if一起使用。if语句的表达式不成立时，才会执行elif后面的表达式，if与else中间可以有多个elif插入，只有当if和elif后面的表达式都不成立时，才会执行else语句。多分支的语法结构可以表示为:if

表达式1:语句块1elif

表达式2:语句块2····else:语句块n二、分支结构03多分支结构多分支结构和双分支结构一样，表达式可以是布尔值、变量、关系表达式和逻辑表达式。其流程图如图3-3所示。二、分支结构03多分支结构现在利用多分支结构根据以下要求编写程序：根据输入的考试分数分为优秀、良好、合格、差4个等级，考试分数为0～100分。分数在90~100分之间(包括90分和100分)为优秀，分数在70～90分之间(包括70分)为良好，分数在60～70分之间(包括60分)为合格，分数低于60分为差。03循环结构三、循环结构01常用的循环算法1.穷举法穷举法是一种简单的算法，也叫作枚举法，即通过遍历条件范围，逐个试验来找出答案，常用于解决“是否存在”和“有几种可能”的问题。需要注意的是，问题中所涉及的情况应一一列举，不能遗漏,不能重复。理论上，穷举法可以解决可计算领域中的各种问题。尤其是在计算机速度非常快的今天，穷举法的应用领域非常广阔。在实际应用中，通常要解决的问题规模不大，采用穷举法的运算速度是可以接受的。此时，设计一个更高效的算法不值得。利用穷举法解决问题的过程如下。（1）分析题目,确定答案的数据类型和大致范围。（2）遍历范围内的所有情况。（3）对遍历的情况一一验证，输出所有符合条件的答案。三、循环结构01常用的循环算法2.迭代法迭代法就是不断用变量的旧值去推变量的新值的过程，是计算机语言中解决问题的一种基本方法，一般用于数值计算，又称辗转法。利用迭代法解决问题的步骤如下。（1）确定迭代变量：在利用迭代法解决的问题中，根据旧值来不断地更新的变量就是迭代变量。（2）建立迭代关系式：根据变量的前一个值与后一个值之间的关系，建立关系式。（3）对迭代过程进行控制；何时结束迭代。当迭代次数确定时，可以构建固定的循环次数;当迭代次数不确定时，需要进一步分析结束迭代的条件。三、循环结构01常用的循环算法迭代法的优点:（1）迭代法的效率高,运行时间只因循环次数增加而增加。（2）没有额外开销，空间上也没有增加。迭代法的缺点:（1）不容易理解。（2）代码不如递归法的代码简洁。（3）解决复杂问题时困难。三、循环结构01常用的循环算法3.递归法递归法就是子程序（或函数）直接调用自己或通过一系列调用语句间接调用自己，是一种描述问题和解决问题的基本方法。递归法常用来解决结构相似的问题。所谓结构相似，是指构成原问题的子问题与原问题在结构上相似，可以用类似的方法解决。具体的整个问题的解决可以分为两部分：第一部分是一些特殊情况，有直接的解法；第二部分与原问题相似，但比原问题的规模小，并且依赖第一部分的结果。三、循环结构01常用的循环算法实际上，递归法是把一个不能或不好解决的大问题转换成一个或几个小问题，再把这些小问题进一步分解成更小的小问题，直至每个小问题都可以直接解决。因此，递归法有以下两个基本要素。（1）边界条件：确定递归到何时终止,也称为递归出口。（2）递归模式：大问题是如何分解为小问题的，也称为递归体。递归函数只有具备了这两个要素，才能在有限次计算后得出结果。三、循环结构01常用的循环算法递归法的优点:（1）大问题化为小问题,可以极大地减少代码量。（2）用有限的语句来定义对象的无限集合。（3）代码更简洁清晰，可读性更好。递归法的缺点：实际上递归法不断地深层调用函数，直到函数有返回值才会逐层地返回，递归法是用栈机制实现的，每深入一层，都要占用一块栈数据区域。因此，递归法涉及运行时的堆栈开销(参数必须压入堆栈保存，直到该层函数调用返回为止)，所以有可能出现堆栈溢出的错误。递归和迭代的关系：递归中一定有迭代，但是迭代中不一定有递归，大部分可以相互转换。相对来说，可以用迭代就不用递归，因为递归不断调用函数，浪费空间。三、循环结构02for循环循环语句是Python中执行迭代和穷举法需要使用的语句。Python包含两个循环语句，一个是for循环语句，一个是while循环语句。for循环常常与in搭配组成for…in结构，该结构通常用于枚举和遍历，循环内的语句段会将对象的每一个元素都遍历一次。其语法格式如下:for

变量

in

对象:循环体其中，对象是需要遍历的容器。注意：for循环语句中的英文冒号一定不可以省略。循环体前面是有缩进的。for循环的流程图如图3-4所示。三、循环结构02

for循环for循环语句的执行过程：首先，判断容器中是否有元素，如果有则从容器中取出第一个元素并执行循环体，如果没有则退出循环；之后，判断是否已经遍历完容器中的所有元素，如果没有遍历完，则继续取出一个元素并执行循环体，直到遍历完容器中的所有元素；最后，遍历完所有元素后，for循环自动退出，并继续执行下面的语句。for循环经常跟range()函数一起用。range()函数是Python的一个内置函数，可以生成一系列整数。该函数的语法格式如下:range(start,end,step)三、循环结构02

for循环其中参数的含义如下:start是计数的开始值，其默认值为0，如果开始值为0的话，可以省略不写。end是计数的结束值，但是不包括该值，如range(5)代表的计数范围是0～4。step是计数的步长，也就是两个数之间的间隔，可以省略不写。如果省略，则其默认步长为1，如range(1,11,2)生成1、3、5、7、9这些整数，range(11,1,-2)生成11、9、7、5、3这些整数。三、循环结构03while循环while循环在满足特定条件时才执行循环体，可用于处理一些需要重复处理的相同任务。其语法格式如下:while条件表达式:循环体注意：while循环语句中的冒号一定不要省略。循环体前面是有缩进的。不要忘记添加循环的终止条件，否则会形成死循环。while循环语句执行的具体流程：首先判断条件表达式的值，若其值为True，则执行循环体中的语句。当执行完毕后，再次判断条件表达式的值是否为True，若仍为True，则继续执行循环体，直到条件表达式的值为False才会退出循环。while循环的流程图如图3-5所示。04嵌套循环四、嵌套循环Python是允许在一个循环里面嵌入另一个循环的，这种循环里面嵌入另一个循环的语句被称为循环的嵌套。for循环和while循环都可以进行循环嵌套，位于外层的循环结构被称为外循环，位于内层的循环结构被称为内循环。对于外层循环的每次迭代，内层循环都要完成它的所有迭代。while循环中嵌套while循环的格式如下：while条件语句1:循环体1其他语句while条件语句2:循环体2循环体1其他语句四、嵌套循环for循环中嵌套for循环的格式如下:for

变量1in

对象1:循环体1其他语句for变量2in对象2:循环体2循环体1其他语句while循环中可以嵌套for循环，for循环中也可以嵌套while循环。四、嵌套循环上述语句中的“循环体1其他语句”可以根据实际情况添加或省略。这里以for循环中嵌套for循环为例，做一个九九乘法表。代码如下：运行结果如图3-6所示。05break语句、continue语句和else子句五、break语、continue语句和else子句01break语句break语句的功能是在循环体中强制退出当前循环，用于终止循环语句的执行。该语句必须在循环体内使用，在循环体外使用会报错。break语句通常和if语句一起使用，表示在指定条件下强制退出循环。break语句用于for循环和while循环中，如果用于嵌套循环，则会强制退出它所在的那一层循环然后执行后面的代码。在while循环中使用break语句的格式如下:while条件表达式1:循环体if条件表达式2:break在for循环中使用break语句的格式如下:for变量

in

对象:if条件表达式:break五、break语句、continue语句和else子句02continue语句continue语句的功能是结束本次循环，进入下一次循环，而不退出循环。continue语句同样必须在循环体内使用，在循环体外使用会报错。continue语句通常也和if语句一起使用，表示在满足某个条件后结束本次循环（不书行当前循环后面的语句)，然后进行下一次循环。continue语句在while循环和for循环内的使用和break语句类似。例如，在while往环中使用continue语句的格式如下:while条件语句1;循环体if条件语句2:continue五、break语句、continue语句和else子句02conti