《Python程序设计基础(第2版)》课件 04程序控制结构

Python程序设计基础第4章程序控制结构教师：XXX第4章

程序控制结构4.1顺序结构4.2选择结构4.3循环结构4.4异常处理结构4.1顺序结构计算机的程序流程通常由：顺序、选择、循环三种基本结构组成。程序设计语言并不提供专门的控制流语句来表达顺序控制结构，而用程序语句的自然排列（即从上到下、从左至右）顺序来表达。顺序结构的流程图如下图所示：4.1顺序结构【例1】设计一个程序从键盘读入圆的半径，计算圆周长和圆面积并输出。程序如下：pi=3.14159 #所有语句同级别，顶格对齐r=eval(input('输入圆的半径：'))#eval将字符串转浮点d=2*pi*rs=pi*r*rprint(f'd={d:.2f}')print(f's={s:.2f}')补充Python编码规范pep8

pep8代码规范官网说明/dev/peps/pep-0008//doraman/p/11623455.html分号：行尾不要加分号,也不要用分号将两条命令写在同一行。行长度：每行不超过80个字符。Python会将圆括号中的行隐式的连接起来，超长的一行可用圆括号括起来分为多行书写。括号：宁缺毋滥的使用括号。缩进：用4个空格来缩进代码。空行：顶级定义之间空两行(例如类或函数定义),类内部的方法定义之间空一行。空格：按照pep8规范使用空格。赋值号两侧应有空格，括号内不要有空格，不要在逗号/分号/冒号前面加空格。参数列表,索引或切片的左括号前不应加空格，间隔多个参数的逗号后加1个空格。在二元运算符两边各空一格。注释和代码最少隔2个空格。

简单示例见下页。编程时提倡遵循pep8(PythonEnhancementProposals,Python改进提案)代码规范，这样不同程序员编写的代码可以保持最大程度的相似性。易于阅读，易于交流。补充autopep8autopep8用于自动调整代码格式，使代码符合pep8规范。

spyder中，执行"source"菜单下面的"Autopep8"子菜单可自动调整代码格式，如下图。#不好的格式x=1;y=2*xprint(x,y)z=max(1,2,3)#调整后符合pep8的格式x=1y=2*xprint(x,y)z=max(1,2,3)4.2选择结构4.2.1二分支选择结构二分支选择结构执行时先计算条件表达式1的值以判断其真假。若为真则执行语句块1，若为假则执行语句块2。选择结构（也称分支结构）包含条件表达式和可选择执行的语句块。if条件表达式1:

语句块1else:

语句块2注：if和else要对齐，行末加冒号,语句块1和2要缩进。4.2选择结构if语句示例a,b=eval(input('输入两个数：'))ifa>=b:

print('a大于等于b')else:print('a小于b')注:1.输入时两个数一定要逗号分隔，eval将输入字符串转换为一个元组，然后a,b=元组，自动拆包赋值给两个变量。2.下级语句要缩进，不要混用空格和Tab键产生缩进(错误如下图)。网上粘贴的代码可能存在此问题，可删除所有空白，重新缩进。4.2选择结构if语句示例s=[1,2,3]ifs:#非空列表可视为True print('不是空列表')else: print('空列表')注:不需要写为ifs!=[]:4.2选择结构4.2.2单分支选择结构当条件表达式1的逻辑值为真时，计算机执行语句块1，否则计算机将跳过语句块1而执行后续的语句。if条件表达式1:

语句块14.2选择结构单分支if语句示例：下面程序的功能是将输入的两个数按从大到小的顺序输出。a,b=eval(input('输入两个数(逗号分隔)：'))ifa<b: a,b=b,a#交换两个变量print(a,b)注:a,b=b,a#右边视为元组，元组自动拆包赋给左边两个变量4.2选择结构[例2]个人所得税规则：收入超出3000元需交个人所得税，税率为超出部分的5%，否则无需交税。写一个程序，输入收入值，计算并输出该交的所得税。income=float(input('输入一个收入值：'))tax=0.0ifincome>3000:over=income-3000tax=over*0.05print('您的收入超出标准：',over,'元。')print('应交个人所得税：',tax,'元。')4.2选择结构4.2.3多分支选择结构

if

表达式1:

语句块1elif

表达式2:

语句块2…elif

表达式n:

语句块nelse:

语句块n+14.2选择结构下面的代码是一个有三个分支的多分支选择结构程序段，它根据a和b的值输出不同的信息。a,b=eval(input("输入两个整数："))ifa>b:print("a大于b")elifa<b: #elif不能写为elseif:print("a小于b")else:print("a等于b")4.2选择结构[例3]编写程序,实现下表的分段函数计算。x=eval(input('Pleaseinputx:'))ifx<0orx>=20:y=0elif0<=x<5:y=xelif5<=x<10:y=3*x-5elif10<=x<20:y=0.5*x-2print(f'x={x},y={y}')xyx<000<=x<5x5<=x<103x–510<=x<200.5x–220<=x04.2选择结构在python3.10版中针对多分支增加了一种新语法"match..case",可将上例改写如下。x=eval(input('Pleaseinputx:'))matchx:#需Python3.10版支持

casexifx<0orx>=20:y=0

casexif0<=x<5:y=xcasexif5<=x<10:y=3*x-5casexif10<=x<20:y=0.5*x-2print(f'x={x}y={y}')“match..case”类似C语言中的“switch..case”结构，但其提供了强大的模式匹配功能，可以更方便灵活地表达各分支的匹配情况。4.2选择结构4.2.4多分支(嵌套)选择结构

如果选择结构的语句块中包含选择结构，就形成了嵌套的选择结构。嵌套选择结构的一般形式如下：if条件表达式1:

if

条件表达式2:

语句块1

else:

语句块2

语句块3else:

if

条件表达式3:

语句块4

else:

语句块5

语句块6嵌套选择结构可能形成多层次的缩进，因此要注意确定不同层次语句块的缩进深度。4.2选择结构【例4】编写程序：根据输入的三个边长（整型），判断能否构成三角形。若能构成等边三角形则输出“等边三角形”，若能构成等腰三角形则输出“等腰三角形”，若构成一般三角形则输出“一般三角形”，若不能构成三角形，则输出“非三角形”。a,b,c=eval(input('输入边长a,b,c='))ifa+b<cora+c<borb+c<a:print('非三角形')else:ifa==bandb==c:print('等边三角形')elifa==bora==corb==c:print('等腰三角形')else:print('一般三角形')4.2选择结构编程练习1.输入三个整数，按降序输出。要求：不能用列表排序完成，练习使用基本的if语句进行比较。2.生成10个随机分数（范围在[40,100])，计算平均分。若平均分>=90,输出'优秀'；平均分>=75,输出'良好'；平均分>=60,输出'中等'；平均分<60输出'不及格'参考代码见下页4.2选择结构编程练习#第2题fromrandomimportrandintlst=[randint(40,100)for_inrange(10)]avg=sum(lst)/len(lst)ifavg>=90:s='优秀'elifavg>=75:s='良好'elifavg>=60:s='中等'else:s='不及格'print(f'平均分:{avg:.1f},{s}')#第1题a,b,c=eval(input('输入三个数:'))ifa<b:a,b=b,aifa<c:a,c=c,aifb<c:b,c=c,bprint('降序:',a,b,c)4.3循环结构循环是指多次重复执行某个代码段。循环有三个要素：循环变量、循环体和循环终止条件。循环结构的执行过程如下：先判断条件表达式1，若其逻辑值为真则执行语句块1，然后继续判断……若条件表达式的逻辑值为假则退出循环。Python有while和for两种循环语句。4.3循环结构4.3.1while循环while条件表达式:

语句块1[else:

语句块2]注：else子句是可选的，较少使用。#求10以内奇数的和i=1s=0 whilei<=10: #冒号s=s+i #缩进i=i+2 print("sum=",s) #此语句应在while循环外面4.3循环结构【例5】编写循环程序，从键盘每次输入单个整数，存入列表中，直至输入0结束，列表中不存储0。lst=[]x=-1#先预设一个不等于0的数whilex:x=int(input('x='))ifx:lst.append(x)print(lst)上题略显繁琐，可用Python3.8新增的海象运算符“:=”简化如下。lst=[]whilex:=int(input('x=')):lst.append(x)print(lst)海象运算符“:=”因形如海象的长牙而得名，其特点是完成变量赋值的同时还会返回变量值，以方便程序做后续的判断。4.3循环结构【例6】编程，判断两个列表是否是循环列表。例如有4个列表：lst1=[3,4,7,8]，lst2=[4,7,8,3]，lst3=[7,8,3,4]和lst4=[3,8,4,7]。则lst1,lst2,lst3彼此互为循环列表，而lst4和前三个列表都不是循环列表的关系。lst1=[3,4,7,8]lst2=[4,7,8,3]iflen(lst1)!=len(lst2):print('不是循环列表')else:i=0whilei<len(lst1):t=lst1[i:]+lst1[:i]#依次将后i项移到前面ift==lst2:break #是循环列表i+=1ifi<len(lst1):print('是循环列表')else:print('不是循环列表')4.3循环结构4.3.2for循环(最常用)适用于需要对组合数据或迭代对象进行遍历的情况。格式如下：for变量in组合数据或迭代对象:

语句块1迭代对象:/eastonliu/p/9156418.htmls=0#求1到10的累加和forxinrange(1,11):s=s+xprint('sum=',s)注：循环中的变量x无需事先定义，可用任何变量名。如x不实际使用，习惯用_代替。4.3循环结构下面程序段的功能是输入一个字符串，然后遍历字符串。若字符是大写字母则转换为小写字母输出，若是其他字符则直接输出。st=input('InputaString:')forsinst:if'A'<=s<='Z':print(s.lower(),end='')else:print(s,end='')注：while遍历一般要借助下标,for遍历通常不需下标。4.3循环结构下面程序的功能是生成一个含20个随机整数的元组，整数范围为[1,100]，遍历元组并输出其中的偶数及对应的索引。fromrandomimportrandinta=tuple((randint(1,100)foriinrange(20)))#生成元组fori,vinenumerate(a):#i是索引ifv%2==0:print(i,'-',v)enumerate()函数返回一个由"(索引，值)"组成的迭代对象。4.3循环结构4.3.3

break语句和continue语句这两条语句只能在循环内使用。break语句的功能是结束循环，继续执行循环结构后续的语句。下面程序段的功能是从成绩表score中查找第一个优秀学生(达到90分)，并输出他的学号和成绩。fromrandomimportrandintscore=[randint(1,100)forxinrange(50)]#随机成绩fori,sinenumerate(score):ifs>=90:print("第一个优秀学生是{}，他的成绩为{}".format(i,s))

break #找到第一个后，即跳出循环4.3循环结构continue语句是结束本次循环，跳过循环体中本次循环还未执行的剩余语句，重新判断循环条件以确定是否开启下一轮循环。下面程序的功能是输入一个数，若该数是负数则执行continue语句而跳过它后面的语句，即不输出该负数。若输入的是非负数则不会执行continue语句而执行输出语句，将输出该非负数。t=1whilet<=5:#输入5个>=0的数才能结束a=eval(input('Inputanumber:'))ifa<0:

continue

#负数会跳过，不会输出print(a)t=t+14.3循环结构【例9】斐波那契数列f(n)的定义为:f(1)=1,f(2)=1,f(n)=f(n-1)+f(n-2)。编程，输入正整数n，求数列中大于n的最小一个数，并输出该数。n=eval(input("Inputanumber："))a,b,c=1,1,1whileTrue:ifc<=n:c=a+ba,b=b,celse:breakprint("c=",c)4.3循环结构4.3.4

循环的嵌套while语句和for语句构成的循环可以互相嵌套4.3循环结构循环的嵌套中，内层循环的执行次数可能会受到外层循环的控制。foriinrange(10):#外forjinrange(i):#内print('*',end='')#不换行print()#在内层循环后换行4.3循环结构双重循环编程示例：输出九九乘法表。forrowinrange(1,10):#外

forcolinrange(1,row+1):#内

print(f'{col}*{row}={col*row:<4}',end='')#<4左对齐4位宽

print()#内层循环结束后换行4.4异常处理结构异常处理（又称错误处理）是为防止错误引发程序崩溃而采取的处理措施。Python异常处理结构一般形式如下：try：

语句块1exceptException：

语句块2[else：

语句块3][finally：

语句块4]执行流程：先执行语句块1；若块1出现异常，则中断块1而转去执行块2；若块1未出现异常且有else子句，则执行块3。若有finally子句，则无论块1有无异常都会执行块4。try:s=60num=int(input('输入人数:'))print('平均数:',s/num)f=open('my.txt','r')exceptArithmeticErrorase:print('算术错误',e)exceptValueErrorase:print('ValueError错误',e)exceptExceptionase:print('错误',e)else:print('没错才执行')finally:print('有无错误都会执行')print('程序结束')4.4异常处理结构下面程序段是将字符串列表values中可以转换成整数的字符串筛选出来。函数isInt在try语句块中调用函数int尝试将字符串转换成整数，如能转换则返回True，否则产生异常并由except语句捕获，返