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程序流程控制的三种结构

1.顺序结构

计算机执行程序的步骤是从上到下依次执行

2.选择结构（条件控制）

Python 条件语句是通过一条或多条语句的执行结果（True 或者 False）来决定执行的代码块。

可以通过下图来简单了解条件语句的执行过程:
​
代码执行过程：

if 语句

Python中if语句的一般形式如下所示：

if condition_1:
    statement_block_1
elif condition_2:
    statement_block_2
else:
    statement_block_3

• 如果 “condition_1” 为 True 将执行 “statement_block_1” 块语句
• 如果 “condition_1” 为False，将判断 “condition_2”
• 如果"condition_2" 为 True 将执行 “statement_block_2” 块语句
• 如果 “condition_2” 为False，将执行"statement_block_3"块语句

Python 中用 elif 代替了 else if，所以if语句的关键字为：if – elif – else。

注意：

• 1、每个条件后面要使用冒号 :，表示接下来是满足条件后要执行的语句块。
• 2、使用缩进来划分语句块，相同缩进数的语句在一起组成一个语句块。
• 3、在 Python 中没有 switch…case 语句，但在 Python3.10 版本添加了 match…case，功能也类似，详见下文。

Gif 演示：

实例
以下是一个简单的 if 实例：

var1 = 100
if var1:
    print ("1 - if 表达式条件为 true")
    print (var1)
 
var2 = 0
if var2:
    print ("2 - if 表达式条件为 true")
    print (var2)
print ("Good bye!")

执行以上代码，输出结果为：

1 - if 表达式条件为 true
100
Good bye!

从结果可以看到由于变量 var2 为 0，所以对应的 if 内的语句没有执行。

以下实例演示了狗的年龄计算判断：

age = int(input("请输入你家狗狗的年龄: "))
print("")
if age <= 0:
    print("你是在逗我吧!")
elif age == 1:
    print("相当于 14 岁的人。")
elif age == 2:
    print("相当于 22 岁的人。")
elif age > 2:
    human = 22 + (age -2)*5
    print("对应人类年龄: ", human)
 
### 退出提示
input("点击 enter 键退出")

将以上脚本保存在dog.py文件中，并执行该脚本：

C:\Users\Lenovo>cd Desktop

C:\Users\Lenovo\Desktop>python dog.py
请输入你家狗狗的年龄: 6

对应人类年龄:  42
点击 enter 键退出

以下为if中常用的操作运算符:

操作符	描述
<	小于
<=	小于或等于
>	大于
>=	大于或等于
==	等于，比较两个值是否相等
!=	不等于

# 程序演示了 == 操作符
# 使用数字
print(5 == 6)
# 使用变量
x = 5
y = 8
print(x == y)

以上实例输出结果：

False
False

high_low.py文件演示了数字的比较运算：

# 该实例演示了数字猜谜游戏
number = 7
guess = -1
print("数字猜谜游戏!")
while guess != number:
    guess = int(input("请输入你猜的数字："))
 
    if guess == number:
        print("恭喜，你猜对了！")
    elif guess < number:
        print("猜的数字小了...")
    elif guess > number:
        print("猜的数字大了...")

执行以上脚本，实例输出结果如下：

C:\Users\Lenovo\Desktop>python high_low.py
数字猜谜游戏!
请输入你猜的数字：2
猜的数字小了…
请输入你猜的数字：3
猜的数字小了…
请输入你猜的数字：9
猜的数字大了…
请输入你猜的数字：7
恭喜，你猜对了！

if 嵌套

在嵌套 if 语句中，可以把 if…elif…else 结构放在另外一个 if…elif…else 结构中。

if 表达式1:
    语句
    if 表达式2:
        语句
    elif 表达式3:
        语句
    else:
        语句
elif 表达式4:
    语句
else:
    语句

脚本模式实例

num=int(input("输入一个数字："))
if num%2==0:
    if num%3==0:
        print ("你输入的数字可以整除 2 和 3")
    else:
        print ("你输入的数字可以整除 2，但不能整除 3")
else:
    if num%3==0:
        print ("你输入的数字可以整除 3，但不能整除 2")
    else:
        print  ("你输入的数字不能整除 2 和 3")

将以上程序保存到 test_if.py 文件中，执行后输出结果为：

C:\Users\Lenovo\Desktop>python test.py
输入一个数字：5
你输入的数字不能整除 2 和 3

match…case

Python 3.10 增加了 match…case 的条件判断，不需要再使用一连串的 if-else 来判断了。

match 后的对象会依次与 case 后的内容进行匹配，如果匹配成功，则执行匹配到的表达式，否则直接跳过，_ 可以匹配一切。

语法格式如下：

match subject:
    case <pattern_1>:
        <action_1>
    case <pattern_2>:
        <action_2>
    case <pattern_3>:
        <action_3>
    case _:
        <action_wildcard>

case _: 类似于 C 和 Java 中的 default:，当其他 case 都无法匹配时，匹配这条，保证永远会匹配成功。

def http_error(status):
    match status:
        case 400:
            return "Bad request"
        case 404:
            return "Not found"
        case 418:
            return "I'm a teapot"
        case _:
            return "Something's wrong with the internet"

mystatus=400
print(http_error(400))

以上是一个输出 HTTP 状态码的实例，输出结果为：

Bad request

一个 case 也可以设置多个匹配条件，条件使用 ｜ 隔开，例如：

...
    case 401|403|404:
        return "Not allowed"

3.循环结构

Python 中的循环语句有 for 和 while。

Python 循环语句的控制结构图如下所示：

while 循环

Python 中 while 语句的一般形式：

while 判断条件(condition)：
    执行语句(statements)……

执行流程图如下：

执行 Gif 演示：

同样需要注意冒号和缩进。另外，在 Python 中没有 do…while 循环。

以下实例使用了 while 来计算 1 到 100 的总和：

n = 100
sum = 0
counter = 1
while counter <= n:
    sum = sum + counter
    counter += 1
 
print("1 到 %d 之和为: %d" % (n,sum))

执行结果如下：

1 到 100 之和为: 5050

无限循环
我们可以通过设置条件表达式永远不为 false 来实现无限循环，实例如下：

#!/usr/bin/python3
 
var = 1
while var == 1 :  # 表达式永远为 true
   num = int(input("输入一个数字  :"))
   print ("你输入的数字是: ", num)
 
print ("Good bye!")

执行以上脚本，输出结果如下：

输入一个数字 :5
你输入的数字是: 5
输入一个数字 :

你可以使用 CTRL+C 来退出当前的无限循环。

无限循环在服务器上客户端的实时请求非常有用。

while 循环使用 else 语句

如果 while 后面的条件语句为 false 时，则执行 else 的语句块。

语法格式如下：

while <expr>:
    <statement(s)>
else:
    <additional_statement(s)>

expr 条件语句为 true 则执行 statement(s) 语句块，如果为 false，则执行 additional_statement(s)。

循环输出数字，并判断大小：

count = 0
while count < 5:
   print (count, " 小于 5")
   count = count + 1
else:
   print (count, " 大于或等于 5")

执行以上脚本，输出结果如下：

0 小于 5
1 小于 5
2 小于 5
3 小于 5
4 小于 5
5 大于或等于 5

简单语句组

类似 if 语句的语法，如果你的 while 循环体中只有一条语句，你可以将该语句与 while 写在同一行中， 如下所示：

flag = 1
while (flag): print ('欢迎访问泰山的技术博客!')
print ("Good bye!")

注意：以上的无限循环你可以使用 CTRL+C 来中断循环。

执行以上脚本，输出结果如下：

欢迎访问泰山的技术博客!
欢迎访问泰山的技术博客!
欢迎访问泰山的技术博客!
欢迎访问泰山的技术博客!
欢迎访问泰山的技术博客!
……

for循环语句

Python for 循环可以遍历任何可迭代对象，如一个列表或者一个字符串。

for循环的一般格式如下：

for <variable> in <sequence>:
    <statements>
else:
    <statements>

流程图：

Python for 循环实例：

sites = ["Baidu", "Google","Tarzan","Taobao"]
for site in sites:
    print(site)

以上代码执行输出结果为：

Baidu
Google
Tarzan
Taobao

也可用于打印字符串中的每个字符：

word = 'Tarzan'
 
for letter in word:
    print(letter)

以上代码执行输出结果为：

t
a
r
z
a
n

整数范围值可以配合 range() 函数使用：

#  1 到 5 的所有数字：
for number in range(1, 6):
    print(number)

以上代码执行输出结果为：

1
2
3
4
5

for…else

在 Python 中，for…else 语句用于在循环结束后执行一段代码。

语法格式如下：

for item in iterable:
    # 循环主体
else:
    # 循环结束后执行的代码

当循环执行完毕（即遍历完 iterable 中的所有元素）后，会执行 else 子句中的代码，如果在循环过程中遇到了 break 语句，则会中断循环，此时不会执行 else 子句。

for x in range(6):
  print(x)
else:
  print("Finally finished!")

执行脚本后，输出结果为：

0
1
2
3
4
5
6
Finally finished!

以下 for 实例中使用了 break 语句，break 语句用于跳出当前循环体，不会执行 else 子句：

sites = ["Baidu", "Google","Tarzan","Taobao"]
for site in sites:
    if site == "Tarzan":
        print("泰山博客!")
        break
    print("循环数据 " + site)
else:
    print("没有循环数据!")
print("完成循环!")

执行脚本后，在循环到 "Tarzan"时会跳出循环体：

循环数据 Baidu
循环数据 Google
泰山博客!
完成循环!

range() 函数

Python3 range() 函数返回的是一个可迭代对象（类型是对象），而不是列表类型， 所以打印的时候不会打印列表。
Python3 list() 函数是对象迭代器，可以把 range() 返回的可迭代对象转为一个列表，返回的变量类型为列表。

函数语法

range(stop)
range(start, stop[, step])

参数说明：

• start: 计数从 start 开始。默认是从 0 开始。例如 range(5) 等价于 range(0， 5)
• stop: 计数到 stop 结束，但不包括 stop。例如：range(0， 5) 是 [0, 1, 2, 3, 4] 没有 5
• step：步长，默认为 1。例如：range(0， 5) 等价于 range(0, 5, 1)

如果你需要遍历数字序列，可以使用内置 range() 函数。它会生成数列，例如:

>>>for i in range(5):
...     print(i)
...
0
1
2
3
4

也可以使 range() 以指定数字开始并指定不同的增量(甚至可以是负数，有时这也叫做’步长’):

>>> for i in range(0, 10, 3):
...  print(i)
...
0
3
6
9

注意: print(i) 要缩进空格。
负数：

>>> for i in range(-10, -100, -30):
...  print(i)
...
-10
-40
-70
>>>

您可以结合 range() 和 len() 函数以遍历一个序列的索引,如下所示:

>>> a = ['Google', 'Baidu', 'Tarzan', 'Taobao', 'QQ']
>>> for i in range(len(a)):
...  print(i,a[i])
...
0 Google
1 Baidu
2 Tarzan
3 Taobao
4 QQ
>>>

还可以使用 range() 函数来创建一个列表：

>>>list(range(5))
[0, 1, 2, 3, 4]
>>>

break 和 continue 语句及循环中的 else 子句

break 执行流程图：

continue 执行流程图：

while 语句代码执行过程：

for 语句代码执行过程：

break 语句可以跳出 for 和 while 的循环体。如果你从 for 或 while 循环中终止，任何对应的循环 else 块将不执行。

continue 语句被用来告诉 Python 跳过当前循环块中的剩余语句，然后继续进行下一轮循环。

实例
while 中使用 break：

n = 0
while n < 5:
    n += 1
    if n == 3:
        break
    print(n)

输出结果为：

1
2

while 中使用 continue：

n = 0
while n < 5:
    n += 1
    if n == 3:
        continue
    print(n)

输出结果为：

1
2
4
5

更多实例如下：

for letter in 'Tarzan':     # 第一个实例
   if letter == 'z':
      break
   print ('当前字母为 :', letter)
  
var = 10                    # 第二个实例
while var > 0:              
   print ('当前变量值为 :', var)
   var = var -1
   if var == 5:
      break

执行以上脚本输出结果为：

当前字母为 : T
当前字母为 : a
当前字母为 : r
当前变量值为 : 10
当前变量值为 : 9
当前变量值为 : 8
当前变量值为 : 7
当前变量值为 : 6

以下实例循环字符串 Tarzan，碰到字母 z 跳过输出：

for letter in 'Tarzan':     # 第一个实例
   if letter == 'z':        # 字母为 o 时跳过输出
      continue
   print ('当前字母 :', letter)
 
var = 5                    # 第二个实例
while var > 0:              
   var = var -1
   if var == 3:             # 变量为 3 时跳过输出
      continue
   print ('当前变量值 :', var)

执行以上脚本输出结果为：

当前字母 : T
当前字母 : a
当前字母 : r
当前字母 : a
当前字母 : n
当前变量值 : 4
当前变量值 : 2
当前变量值 : 1
当前变量值 : 0

循环语句可以有 else 子句，它在穷尽列表(以for循环)或条件变为 false (以while循环)导致循环终止时被执行，但循环被 break 终止时不执行。

如下实例用于查询质数的循环例子:

for n in range(2, 10):
    for x in range(2, n):
        if n % x == 0:
            print(n, '等于', x, '*', n//x)
            break
    else:
        # 循环中没有找到元素
        print(n, ' 是质数')

执行以上脚本输出结果为：

2 是质数
3 是质数
4 等于 2 * 2
5 是质数
6 等于 2 * 3
7 是质数
8 等于 2 * 4
9 等于 3 * 3

pass 语句

Python pass是空语句，是为了保持程序结构的完整性。

pass 不做任何事情，一般用做占位语句，如下实例

>>>while True:
...     pass  # 等待键盘中断 (Ctrl+C)

最小的类:

>>>class MyEmptyClass:
...     pass

以下实例在字母为 o 时 执行 pass 语句块:

for letter in 'Tarzan': 
   if letter == 'z':
      pass
      print ('执行 pass 块')
   print ('当前字母 :', letter)

执行以上脚本输出结果为：

当前字母 : T
当前字母 : a
当前字母 : r
执行 pass 块
当前字母 : z
当前字母 : a
当前字母 : n