第3章 流程控制语句
第3章 流程控制语句
3.1程序的结构
计算机在解决某个具体问题时，主要有3种情况，分别是顺序执行所有的语句、选择执行部分语句和循环执行部分语句。程序设计中的3种基本结构为顺序结构、选择结构和循环结构。这3种结构的执行流程如图所示。
本章之前编写的多数实例采用的都是顺序结构。例如，定义一个字符串类型的变量，然后输出该变量，代码如下：
mot_cn = "命运给予我们的不是失望之酒，而是机会之杯。" # 使用双引号，字符串内容必须在一行 print(mot_cn)
3.2选择语句
python中选择语句主要有3种形式，分别为 if 语句、if...else 语句和 if...elif...else 多分支语句。
3.2.1最简单的if语句
python中使用 if 保留字来组成选择语句，简单的语法格式如下：
if 表达式: # 英文状态下的冒号千万不能丢
语句块
其中，表达式可以是一个单纯的布尔值或变量，也可以是比较表达式或逻辑表达式（例如：a>b and a ! = c） ，如果表达式为真，则执行“语句块”；如果表达式的值为假，就跳过“语句块”，继续执行后面的语句，这种形式的 if 语句相当于汉语里的关联词语“如果……就……”。
实例01：判断输入的是不是黄蓉所说的说
print("今有物不知其数，三三数之剩二，五五数之剩三，七七数之剩二，问几何？\n")
number = int(input("请输入您认为符合条件的数:")) # 输入一个数
if number%3 ==2 and number%5 == 3 and number%7 == 2: # 判断是否符合条件
print(number,"符合条件：三三数之剩二，五五数之剩三，七七数之剩二")
当输入23时，符合条件。
使用 if 语句时，如果在符合条件时，需要执行多个语句，例如，程序的真正意图是当 bmi 的值小于18.5时，才输入 bmi 的值和提示信息“您的体重过轻~@_@~”，正取代码如下：
if bmi<18.5:
print("你的bmi指数为："+str(bmi)) # 输出bmi指数
print("你的体重过轻~@_@~")
在上面的代码中，如果第二个输出语句没有缩进，代码如下：
if bmi<18.5:
print("你的bmi指数为："+str(bmi)) # 输出bmi指数
print("你的体重过轻~@_@~")
在执行程序时，无论bmi的值是否小于18.5，都会输出“您的体重过轻~@_@~”。这显然与程序的本意是不符的，但程序并不会报告异常，因此这种 bug 很难发现。
3.2.2 if...else 语句
python中提供了 if...else 语句解决类似问题，其语法格式如下：
if 表达式:
语句块1
else:
语句块2
使用 if...else 语句时，表达式可以是一个单纯的布尔值或变量，也可以是比较表达式或逻辑表达式，如果满足条件，则执行 if 后面的语句块，否则，执行 else 后面的语句块，这种形式的选择语句相当于汉语里的关联词语“如果……否则……”。
技巧：if...else 语句可以使用条件表达式进行简化，如下面的代码：
a = -9
if a > 0:
b = a
else:
b = -a
print(b)
可以简化成：
a = -9 b = a if a>0 else -a print(b)
上段代码主要实现绝对值的功能，如果 a>0 ，就把 a 的值赋值给变量 b ，否则将 -a 赋值给变量 b 。使用条件表达式的好处是可以使代码简洁，并且有一个返回值。
实例02：验证瑛姑给出的答案是否正确
print("今有物不知其数，三三数之剩二，五五数之剩三，七七数之剩二，问几何？\n")
number = int(input("请输入您认为符合条件的数:")) # 输入一个数
if number%3 ==2 and number%5 == 3 and number%7 == 2: # 判断是否符合条件
print(number,"符合条件：三三数之剩二，五五数之剩三，七七数之剩二")
else:
print(number,"不符合条件")
运行程序，当输入23时和不是23时……
注意：在使用 else 语句时，else 一定不可以单独使用，它必须和保留字 if 一起使用。
程序中使用 if...else 语句时，如果出现 if 语句多于 else 语句的情况，那么该 else 语句将会根据缩进确定该 else 语句属于哪个 if 语句。如下面的代码：
a = -1
if a > 0:
if a > 0:
print("a大于0")
else:
print("a等于0")
上面的语句将不输出任何提示信息，这是因为else语句属于第3行的if语句，所以当a小于0时，else语句将不执行。而如果将上面的代码修改为以下内容：
a = -1
if a > 0:
if a > 0:
print("a大于0")
else:
print("a小于0")
将输出提示信息“a小于0”。此时，else语句和第2行的if语句配套使用。
3.2.3if...elif...else语句
在开发程序时，如果遇到多选一的情况，则可以使用 if...elif...else 语句，该语句是一个多分支选择语句，通常表现为“如果满足某种条件，就会进行某种处理，否则，如果满足另一种条件，则执行另一种处理……”。if...elif...else 语法格式如下：
if 表达式1:
语句块1
elif 表达式2:
语句块2
elif 表达式3:
语句块3
...
else:
语句块n
注意：if 和 else 都需要判断表达式的真假，而 else 则不需要判断；另外，elif 和 else 都必须与 if 一起使用，不能单独使用。
实例03：输出玫瑰花语
使用 if...elif...else 多分支语句实现根据用户输入的玫瑰花的朵数输出其代表的含义，代码如下：
print("在古希腊神话中，玫瑰集爱情与美丽于一身，所以人们常用玫瑰来表达爱情。")
print("但是不同朵数的玫瑰花代表的含义是不同的。\n")
# 获取用户输入的朵数，并转换位整型
number = int(input("输入您相送几朵玫瑰花，小默会告诉您含义："))
if number == 1: # 判断输入的数是否为1，代表1朵
# 如果等于1则输出提示信息
print("1朵：你是我的唯一！")
elif number == 3: # 判断是否为3朵
print("3朵：i love you！ ")
elif number == 10: # 判断是否为10朵
print("10朵：十全十美！ ")
elif number == 99: # 判断是否为99朵
print("99朵：天长地久！ ")
elif number == 108: # 判断是否为108朵
print("108朵：求婚！ ")
else:
print("小默也不知道了！可以考虑位1朵、3朵、10朵、99朵或108朵呦！")
说明：第1行代码中的int()函数用于将用户的输入强制转换成整型。
3.2.4 if 语句的嵌套
前面介绍了3种形式的 if 选择语句，这3种形式的选择语句之间都可以互相嵌套。
在最简单的 if 语句中嵌套 if...else 语句，形式如下：
if 表达式1:
if 表达式2:
语句块1
else:
语句块2
在 if...else 语句中嵌套 if...else 语句，形式如下：
if 表达式1:
if 表达式2:
语句块1
else:
语句块2
else:
if 表达式3:
语句块3
else:
语句块4
说明：if 选择语句可以有多种嵌套方式，开发程序时，可以根据自身需要选择合适的嵌套方式，单一定要严格控制好不同级别代码块的缩进量。
模拟场景：国家质量监督检验检疫局发布的《车辆驾驶员血液、呼吸酒精含量阈值也检验》中规定：车辆驾驶人员血液中的酒精含量小于20mg/100l不构成饮酒驾驶行为；酒精含量大于或等于20mg/100l、小于80mg/100l为饮酒驾车；酒精含量大于或等于80mg/100l为醉酒驾车。现编写一段python代码判断是否酒后驾车。
实例04：判断是否为酒后驾车
通过使用嵌套的 if 语句实现根据输入的酒精含量值判断是否为酒后驾车的功能，代码如下：
print("\n为了您和他人的安全，严禁酒后开车！\n")
proof = int(input("请输入每100毫升血液的酒精含量：")) # 获取用户输入的酒精含量，并转换为整型
if proof <20: # 酒精含量小于20毫克，不构成饮酒行为
print("\n您还不构成饮酒行为，可以开车，但要注意安全！")
else: # 酒精含量大于或等于20毫克，已构成饮酒驾车行为
if proof <80: # 酒精含量小于80毫克，达到饮酒驾驶标准
print("\n已经达到酒后驾驶标准，请不要开车！")
else: # 酒精含量大于或等于80毫克，已经达到醉酒驾驶标准
print("\n已经达到醉酒驾驶标准，千万不要开车！")
3.3循环语句
日常生活中很多问题都无法一次解决，……类似这样反复做同一件事的情况，称为循环。循环主要有两种类型：
-
- 重复一定次数的循环，称为计次循环，如 for 循环。
- 一直重复，直到条件不满足时才结束的循环，称为条件循环。只要条件为真，这种循环会一直持续下去，如 while 循环。
说明：在其他语言中（例如，c、c++、java等），条件循环还包括 do...while 循环。但是，在python中没有 do...while 循环。
3.4.1 while 循环
while循环是通过一个条件来控制是否要继续反复执行循环中的语句。语法如下：
while 条件表达式:
循环体
说明：循环体是指一组被重复执行的语句。
当条件表达式的返回值为真时，则执行循环体中的语句，执行完毕后，重新判断条件表达式的返回值，直到表达式返回的结果为假时，退出循环。while循环语句的执行流程如图所示。
实例05：助力瑛姑① while循环版解题法
使用while循环语句实现从1开始一次尝试符合条件的数，直到找到符合条件的数时，才退出循环。具体的实现方法是：首先定义一个用于计数的变量number和一个作为循环条件的变量none（默认值为真），然后编写while循环语句，在循环体中，将变量number的值加1，并且判断number的值是否符合条件，当符合条件时，将变量none设置为假，从而推出循环。具体代码如下。
print("今有物不知其数，三三数之剩二，五五数之剩三，七七数之剩二，问几何？\n")
none = true # 作为循环条件的变量
number = 0 # 计数的变量
while none:
number += 1 # 计数加1
if number%3 == 2 and number%5 ==3 and number%7 == 2: # 判断是否符合条件
print("答曰：这个数是",number) # 输出符合条件的数
none = false # 将循环条件的变量赋值为否
注意：在使用while循环语句时，一定不要忘记添加将循环条件改为false的代码，否则，将产生死循环。
3.4.2 for 循环
for循环是一个依次重复执行的循环。通常适用于枚举或遍历序列，以及迭代对象中的元素。语法如下;
for 迭代变量 in 对象、
循环体
其中，迭代变量用于保存读取出的值；对象为要遍历或迭代的对象，该对象可以是任何有序的序列对象，如字符串、列表和元组等；循环体为一组被重复执行的语句。
我们用现实生活中的例子来理解for循环的执行流程。在 体育课上，体育老师要求同学们排队进行踢毽球测试，每个同学一次机会，毽球落地则换另一个同学，直到全部同学都测试完毕，即循环结束。
1.进行数值循环
在使用for循环是，最基本的应用就是进行数值循环。例如，要想实现从1到100的累加，可以通过下面的代码实现：
print("计算1+2+3+……+100的结果为：")
result = 0 # 保存累加结果的变量
for i in range(101):
result += i # 实现累加功能
print(result) # 在循环结束时输入结果
在上面的代码中，使用了range()函数，该函数是python内置的函数，用于生成一系列连续的整数，多用于 for 循环语句中。其语法格式如下：
range(start,end,step)
参数说明：
- start：用于指定计数的起始值，可以省略，如果省略则从0开始。
- end：用于指定计数的结束值（但不包括该值，如range(7)，则得到的值为0~6，不包括）7，不能省略。当range()函数中只有一个参数时，即表示指定计数的结束值。
- step：用于指定步长，即两个数之间的间隔，可以省略，如果省略则表示步长为1。例如，range(1，7)将得到1、2、3、4、5、6。
注意：在使用range()函数中只有一个参数，那么表示指定的是end；如果育两个参数，则表示指定的是start和end；如果3个参数都存在，最后一个参数才表示步长。
例如：使用下面的 for 循环语句，将输出10以内的所有奇数：
for i in range(1,10,2):
print(i,end = '')
得到的结果如下：
13579 >>>
for i in range(0,10,2):
print(i,end = '') # 打印10以内所有偶数，不包括10
下面通过一个具体的实例来演示for循环语句进行数值循环的具体应用。
实例06：助力瑛姑② for 循环版解题法
使用 for 循环语句实现从1循环到100（不包含100），并且记录符合黄蓉要求的数。具体的实现方法是：应用 for 循环语句从1迭代到99，在循环中，判断迭代变量number是否符合“三三数之剩二，五五数之剩三，七七数之剩二”的要求，如果符合则应用print()函数输出，否则继续循环。具体代码如下：
print("三三数之剩二，五五数之剩三，七七数之剩二,问几何？\n")
for number in range(100):
if number%3 ==2 and number%5 ==3 and number%7 ==2: # 判断是否符合条件
print("答曰：这个数是",number) # 输出符合条件的数
2.遍历字符串
使用for循环语句除了可以循环数值，还可以逐个遍历字符串，例如，下面的代码可以将横向显示的字符串转换为纵向显示：
string = '不要再说我不能'
print(string) # 横向显示
for ch in string:
print(ch) # 纵向显示
说明：for循环语句还可以用于迭代（遍历）列表、元组、集合和字典等，具体的方法将在第4章进行介绍。
3.4.3循环嵌套
在python中，允许在一个循环体中嵌入另一个循环，这称为循环嵌套。例如，在电影院找座位号，需要知道第几排第几列才能准确找到自己的座位号，假如寻找第二排第三列座位号，首先寻找第二排，然后在第二排在寻找第三列，这个寻找座位的过程就类似循环嵌套。
在python中，for循环和while循环都可以进行循环嵌套。
例如，在while循环中套用while循环的格式如下：
while 条件表达式1:
while 条件表达式2:
循环体2
循环体1
在for循环中套用for循环的格式如下：
for 迭代变量1 in 对象1:
for 迭代变量2 in 对象2:
循环体2
循环体1
在while循环中套用for循环的格式如下：
while 条件表达式:
for 迭代变量 in 对象:
循环体2
循环体1
在for循环体中套用while循环的格式如下：
for 迭代变量 in 对象
while 条件表达式:
循环体2
循环体1
除了上面介绍的4种嵌套格式外，还可以实现更多层的嵌套，因为与上面的嵌套方法类似，这里就不再一一列出了。
实例07：打印九九乘法表
for i in range(1,10): # 输出9行
for j in range(1, i + 1): # 输出与行数相等的列
print(str(j) + "×" + str(i) + "=" + str(i * j) + "\t",end='')
print('') # 换行
for i in range(1,10):
for j in range(1,i+1):
print("%d*%d=%d"%(j,i,i*j),end="\t")
print('')
代码注解：本实例的代码使用了双层for循环（循环流程如图所示），第一个循环可以看成是对乘法表行数的控制，同时也是每一个乘法公式的第二个因数；第二个循环控制乘法表的列数，列数的最大值应该等于行数，因此第二个循环的条件应该是在第一个循环的基础上建立的。
3.5跳转语句
当循环条件一直满足时，程序将会一直执行下去，就像一辆迷路的车，在某个地方不停地转圈。如果希望在中间离开循环，也就是for循环结束重复之前，或者while循环找到结束条件之前。有两种方法来做到：
- 使用continue语句直接跳到循环的下一次迭代。
- 使用break完全中止循环。
3.5.1 break 语句
break 语句可以终止当前的循环，包括 while 和 for 在内的所有控制语句。break 语句的语法比较简单，只需要在相应的 while 或 for 语句中加入即可。
说明：break 语句一般会结合 if 语句进行搭配使用，表示在某种条件下，跳出循环。如果使用嵌套循环，break 语句将跳出最内层的循环。
在 while 语句中使用 break 语句的形式如下：
while 条件表达式1:
执行代码
if 条件表达式2:
break
其中，条件表达式 2 用于判断何时调用 break 语句跳出循环。在 while 语句中使用 break 语句的流程如图所示。
……
在 for 语句中使用 break 语句的形式如下：
for 迭代变量 in 对象:
if 条件表达式:
break
其中，条件表达式用于判断何时调用 break 语句跳出循环。在 for 语句中使用 break 语句的流程如图所示。
……
实例08：助力瑛姑③ for 循环改进版解题法
在实例06的最后一行代码下方再添加一个 break 语句，即可以实现找到符合要求的数后直接退出 for 循环。修改后的代码如下：
print("今有物不知其数，三三数之剩二，五五数之剩三，七七数之剩二，问几何？\n")
for number in range(100):
if number%3 ==2 and number%5 == 3 and number%7 == 2: # 判断是否符合条件
print("答曰：这个数是",number) # 输出符合条件的数
break # 跳出for循环
如果想要看出实例 08 和实例 06 的区别，可以在上面滴 02 和 03 行代码之间添加“print(number)”语句输出 number 的值。
3.5.2 continue 语句
continue 语句的作用没有 break 语句强大，它只能终止本次循环而提前进入到下一次循环中。
continue 语句的语法比较简单，只需要在相应的 while 或 for 语句中加入即可。
说明：continue 语句一般会与 if 语句搭配使用，表示在某种条件下，跳过当前循环的剩余语句，然后继续进行下一轮循环。如果使用嵌套循环，continue 语句将只跳过最内层循环中的剩余语句。
在 while 语句中使用 continue 语句的形式如下：
while 条件表达式1:
执行代码
if 条件表达式2:
continue
其中，条件表达式2 用于判断何时调用continue语句跳出循环。在while语句中使用continue语句的流程如图所示。
在for语句中使用continue语句的形式如下：
for 迭代变量 in 对象
if 条件表达式:
continue
其中，条件表达式用于判断何时调用continue语句跳出循环。
场景模拟：几个好朋友一起玩逢七拍腿游戏，即从1开始依次数数，当数到是7的数或7的倍数时，则不报出该数，而是拍一下腿。现在编写程序，从1数到99，假设每个人都没有出错，计算共要拍多少次推。
实例09：疯逢七拍腿游戏
通过在 for 循环中使用continue语句实现计算拍腿次数，即计算从1到100（不包括100），一共有多少个尾数为7或7的倍数这样的数，代码如下：
total = 99 # 记录拍腿次数的变量
for number in range(1,100): # 创建一个从1到100（不包括100）的循环
if number % 7 == 0: # 判断是否为7的倍数
continue # 继续下一次循环
else:
string = str(number) # 将数值转换为字符串
if string.endswith('7'): # 判断是否以数字7结尾
continue # 继续下一次循环
total -= 1 # 可拍腿次数-1
print("从1数到99共拍腿",total,"次。") # 显示拍腿次数
说明：第3行代码实现的是：当所判断的数字是 7 的倍数时，会执行第 4 行的continue语句，跳过后面的减1 操作，直接进入下一次循环；同理，第 7 行代码用于判断是否以数字 7 结尾，如果是，直接进入下一次循环。
3.6 pass 空语句
在python中还有一个pass语句，表示空语句。它不做任何事情，一般起到占位作用。例如，在应用 for 循环输出 1~10 之间（不包括10）的偶数时，在不是偶数，应用pass语句占个位置，为方便以后对不是偶数的进行处理。代码如下：
for i in range(1,10):
if i%2 == 0: # 判断是否为偶数
print(i,end = '')
else: # 不是偶数
pass # 占位数，不做任何事情
3.7 实战