python程序的流程控制结构

一. 程序的顺序结构

按顺序执行每一步骤，每条语句都会且仅会执行一次

二. 程序的分支结构

注：else语句可有可无，都不会报错

1. 单分支结构

根据判断条件结果而选择不同向前路径的运行方式

语法：

if 条件：
	语句块

2. 二分支结构

(1). 基本形式

语法：

if 条件：
	语句块1
else：
	语句块2

判断回文字符串

str = input("请输入字符串：")
if(str == str[::-1]):
	print(str + "为回文串")
else:
	print(str + "不是回文串")

(2). 紧凑形式

适用于简单表达的二分支结构

语法：

表达式1 if 条件 else 表达式2

3. 多分支结构

基本语法：

if 条件1：
	语句块1
elif 条件2：
	语句块2
	...
else：
	语句块n

身体质量指数BMI

height, weight = eval(input("请输入身高(米)和体重(kg)[逗号隔开]:"))
bmi = weight / pow(height, 2)
print("BMI 数值为：{:.2f}".format(bmi))
who = ""
if bmi < 18.5:
    who = "偏瘦"
elif 18.5 <= bmi <24:
    who = "正常"
elif 24 <= bmi < 28:
    who = "偏胖"
else:
    who = "肥胖"
print("BMI指数为：国内'{0}'".format(who))

4. 条件判断及组合

5. 程序的异常处理

三. 程序的循环结构

一个程序的主要运行时间都花在了循环上

1. 遍历循环：for语句

(1). 概述

遍历某个结构形成的循环运行方式

基本语法：

for 循环变量 in 遍历结构(迭代器)：
	语句块

作用：

从遍历结构中逐一提取元素，放在循环变量中

特点：

由保留字for和in组成，完整遍历所有元素和结束
每次循环，所获得元素放入循环变量，并执行一次语句块

注：

迭代器是Python语言中的重要机制，一个迭代器描述一个值序列，在for语句中，变量按顺序取得迭代器表示的值序列中的各个值，对每一个值都将执行语句块一次

(2). 应用

1. range()函数生成迭代器

range()函数是Python语言中的一个内置函数，调用这个函数就能产生一个迭代序列

1. range(n)

   得到一个迭代序列：0 1 2 3 4…n-1

    当n<=0时候序列为空
   

2. range(m, n)

   得到的跌打序列为：m, m+1, m+2, … n-1

    当m>=n的时候序列为空
   

3. range(m, n, d)

   得到的序列为：m, m+d, m+2d, … ,
   按步长值d递增，如果d是负数则递减，直至那个最接近但不包括n的等差值

    可能产生空序列
   

计数循环(N次)

循环范围：0到N-1次

计数循环(特定次)

循环范围：从M到N-1，步长为K

2. 字符串作为迭代器

字符串遍历循环

for s in "abcde":
	print(s, end=" ")

结果为：a b c d e

统计英文句子中大写字符、小写字符、数字字符的个数

str = input("请输入一句英文：")
count_upper = 0
count_lower = 0
count_didit = 0
for s in str:
    if s.isupper(): count_upper = count_upper+1
    if s.islower(): count_lower = count_lower+1
    if s.isdigit(): count_didit = count_didit+1
print("大写字符：", count_upper)
print("小写字符：", count_lower)
print("数字字符：", count_didit)

3. 列表作为迭代器

列表遍历循环

4. 文件作为迭代器

文件变量循环

2. 无限循环

(1). 概述

由条件控制的循环运行方式
用一个表示逻辑条件的表达式来控制循环，当条件成立的时候反复执行循环体，直到条件不成立的时候循环结束

基本语法：

while 条件：
	语句块

特点：

先求表达式的值，如果值为True就反复执行循环体语句块，直到条件不满足时结束

求非负数字序列中的最大值、最小值、平均值

count = 0
total = 0
print("请输入一个非负整数，以-1作为输入结束！")
num = int(input("输入数据："))
min = num
max = num
while(num != -1):
    count += 1
    total += num
    if num<min: min = num
    if num>max: max = num
    num = int(input("输入数据："))
if count>0:
    print("最小{}, 最大{}, 均值{:.2f}".format(min,max,total/count))
else:
    print("输入为空")

3. 循环控制保留字

注：break仅跳出当前最内层循环

4. 循环的高级用法

(1). 循环的扩展

5. 实例：圆周率的计算问题

分析圆周率的计算方法

1. 圆周率的近似计算公式

pi = 0
N = 100
for k in range(N):
    pi += 1/pow(16,k)*(\
        4/(8*k+1) - 2/(8*k+4) - \
        1/(8*k+5) - 1/(8*k+6))
print("圆周率值是：{}".format(pi))

结果为：圆周率值是：3.141592653589793

2. 蒙特卡罗方法(进行随机撒点)

from random import random
from time import perf_counter
DARTS = 1000*1000
hits = 0.0
start = perf_counter()
for i in range(1,DARTS+1):
    x, y = random(), random()
    dist = pow(x**2 + y**2, 0.5)
    if dist <= 1.0:
        hits = hits + 1
pi = 4*(hits/DARTS)
print("圆周率值是：{}".format(pi))
print("运行时间是：{:.5f}s".format(perf_counter()-start))

结果是：
圆周率值是：3.143824
运行时间是：1.10215s