Task 2：条件循环结构（Datawhale-Python学习笔记）

2.1 条件语句

2.1.1 if语句

if expression:
    expr_true_suite

• if语句的expr_true_suite代码块只有当条件表达式expression结果为True时才执行，否则将继续执行紧跟在该代码块后面的语句。
• 单个if语句中的expression条件表达式可以通过布尔操作符and，or和not 实现多重条件判断。

2.1.2 if - else语句

if expression:
    expr_true_suite
else:
    expr_false_suite

• Python提供与if搭配使用的else，如果if语句的条件表达式结果布尔值为False，那么程序将执行else语句下的expr_false_suite代码块。
• if语句支持嵌套，即在一个if语句中嵌入另一个if语句，从而构成不同层次的选择结构。Python使用缩进而不是大括号来标记代码块边界，因此要特别注意else的悬挂问题。

2.1.3 if - elif - else语句

if expression1:
    expr1_true_suite
elif expression2:
    expr2_true_suite
    .
    .
elif expressionN:
    exprN_true_suite
else:
    expr_false_suite

• elif 语句即为else if，用来检查多个表达式是否为True，并在为真时执行特定代码块中的代码。

2.1.4 assert关键词

• assert这个关键词我们称之为“断言”，当这个关键词后边的条件为False时，程序自动崩溃并抛出AssertionError的异常。
• 在进行单元测试时，可以用来在程序中置入检查点，只有条件为True才能让程序正常工作。

2.2 循环语句

2.2.1 while循环

while语句最基本的形式包括一个位于顶部的布尔表达式，一个或多个属于while代码块的缩进语句。

while expression:
    expr_true_suite

while循环的expr_true_suite代码块会一直循环执行，直到expression的值为False时才停止。

• expression为一个非零整数时，为True，执行循环体；expression为0时，为False，不执行循环体。
• expression也可以为str,list或任意序列，长度非零则为True，执行循环体；否则为False，不执行循环体。

2.2.2 while - else循环

while expression:
    代码块1
else:
    代码块2

当while循环正常执行完的情况下，执行else输出，如果while循环中执行了跳出循环的语句，比如break，将不执行else代码块的内容。

2.2.3 for循环

for循环是迭代循环，在Python中相当于一个通用的序列迭代器，可以遍历任何有序序列，如str、list、tuple等，也可以遍历任何可迭代对象，如dict。

for 迭代变量 in 可迭代对象:
    代码块

每次循环，迭代变量被设置为可迭代对象的当前元素，提供给代码块使用。

2.2.4 for - else循环

for 迭代变量 in 可迭代对象:
    代码块1
else:
    代码块2

当for循环正常执行完的情况下，执行else输出，如果for循环中执行了跳出循环的语句，比如break，将不执行else代码块的内容，与while - else语句一样。

2.2.5 range()函数

range([start,] stop[, step=1])

• 这个BIF（Built-in functions）有三个参数，其中用中括号括起来的两个表示这两个参数是可选的。
• step=1表示第三个参数的默认值是1。
• range()的作用是生成一个从start参数的值开始到stop参数的值结束的数字序列，该序列包含start的值但不包含stop的值。

range()与 for 循环的结合使用：

for i in range(2, 10, 2):
    print(i)
#依次输出:2,4,6,8

2.2.6 enumerate()函数

enumerate(sequence, [start=0])

• sequence：一个序列、迭代器或其他支持迭代对象。
• start：下标起始位置。
• 返回enumerate(枚举)对象

enumerate()与 for 循环的结合使用：

for i, a in enumerate(A)
    do something with a  

用enumerate(A)不仅返回了A中的元素，还顺便给该元素一个索引值 (默认从 0 开始)。此外，用enumerate(A, j)还可以确定索引起始值为j。

2.2.7 循环控制语句

• break语句可以跳出当前所在层的循环。

• continue终止本轮循环并开始下一轮循环。

• pass语句的意思是“不做任何事”，如果你在需要有语句的地方不写任何语句，那么解释器会提示出错，而pass语句就是用来解决这些问题的。

2.3 推导式

2.3.1 列表推导式

[ expr for value in collection [if condition] ]

• 从数学上来说，expr是value的函数。

例如，

a = [(i, j) for i in range(0, 3) for j in range(0, 3)]
print(a)

# [(0, 0), (0, 1), (0, 2), (1, 0), (1, 1), (1, 2), (2, 0), (2, 1), (2, 2)]

2.3.2 元组推导式

( expr for value in collection [if condition] )

2.3.3 字典推导式

{
      key_expr: value_expr for value in collection [if condition] }

b = {
     i: i % 2 == 0 for i in range(10) if i % 3 == 0}
print(b)
# {0: True, 3: False, 6: True, 9: False}

2.3.4 集合推导式

{
      expr for value in collection [if condition] }-

c = {
     i for i in [1, 2, 3, 4, 5, 5, 6, 4, 3, 2, 1]}
print(c)
# {1, 2, 3, 4, 5, 6}

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练习题

1、编写一个Python程序来查找那些既可以被7整除又可以被5整除的数字，介于1500和2700之间。

for i in range(1500,2701,1):
    if i % 7 == 0 and i % 5 ==0:
        print(i)

思路：

• 让循环变量i从1500到2700以1为步长进行循环，每次循环使用条件语句检测i是否能被7和5整除，若能则打印出来。

2、龟兔赛跑游戏
题目描述：

话说这个世界上有各种各样的兔子和乌龟，但是研究发现，所有的兔子和乌龟都有一个共同的特点——喜欢赛跑。于是世界上各个角落都不断在发生着乌龟和兔子的比赛，小华对此很感兴趣，于是决定研究不同兔 子和乌龟的赛跑。他发现，兔子虽然跑比乌龟快，但它们有众所周知的毛病——骄傲且懒惰，于是在与乌龟的比赛中，一旦任一秒结束后兔子发现自己领先t米或以 上，它们就会停下来休息s秒。对于不同的兔子，t，s的数值是不同的，但是所有的乌龟却是一致——它们不到终点决不停止。

然而有些比赛相当漫长，全程观看会耗费大量时间，而小华发现只要在每场比赛开始后记录下兔子和乌龟的数据——兔子的速度v1（表示每秒兔子能跑v1 米），乌龟的速度v2，以及兔子对应的t，s值，以及赛道的长度l——就能预测出比赛的结果。但是小华很懒，不想通过手工计算推测出比赛的结果，于是他找到了你——清华大学计算机系的高才生——请求帮助，请你写一个程序，对于输入的一场比赛的数据v1，v2，t，s，l，预测该场比赛的结果。

输入:

输入只有一行，包含用空格隔开的五个正整数v1，v2，t，s，l，其中(v1,v2< =100;t< =300;s< =10;l< =10000且为v1,v2的公倍数)

输出:

输出包含两行，第一行输出比赛结果——一个大写字母“T”或“R”或“D”，分别表示乌龟获胜，兔子获胜，或者两者同时到达终点。

第二行输出一个正整数，表示获胜者（或者双方同时）到达终点所耗费的时间（秒数）。

思路：

• 需要4个记录变量：时间time，兔子路程d1，乌龟路程d2，兔子停止计时器flag。
• 由于不知道比赛何时结束，循环语句可以选用while，条件设置为兔子和乌龟都没有到达终点。
• 每一次循环，time加1，d1和d2自动更新。在d1更新后，需要判断兔子是否领先乌龟t的距离。若领先，则为计时器flag赋值s。
• 在d1更新之前，要判断flag的值。若flag不为0，则在直接跳入下次循环且flag减1。

def race(SYS):
    v1 = SYS[0]
    v2 = SYS[1]
    t  = SYS[2]
    s  = SYS[3]
    l  = SYS[4]
    time = 0
    d1 = 0
    d2 = 0
    flag = 0
    while d1 < l and d2 < l:
        print(time,d1,d2,flag)
        time += 1
        d2 = d2 + v2
        
        if flag != 0:
            flag -= 1
            continue
        
        d1 = d1 + v1

        if d1 - d2 >= t:
            flag = s
            
    print(time,d1,d2,flag)
    if d1 == l and d2 == l:
        return ['D',time]
    elif d1 == l:
        return ['R',time]
    else:
        return ['T',time]
        
    
    
race([10,5,5,2,20])

注：没有满足题目中要求的输入输出样式。