Python程序的控制结构

程序的控制结构

4.1 程序的分支结构

4.1.1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

4.1.2二分支结构

根据判断条件结果而选择不同向前路径的运行方式

紧凑形式:适用于简单表达式的二分支结构

4.1.3多分支结构

4.1.4条件判断及组合

操作符

用于条件组合的三个保留字

4.1.5程序的异常处理

num = eval(input("请输入一个整数："))
print(num**2)

当用户没有输入整数时，会产生异常，怎么处理？

程序会报出如下错误提示：

异常处理的基本使用

try:
    num = eval(input("请输入一个整数:"))
    print(num**2)
except:
    print("输入不是整数")
OR
try:
    num = eval(input("请输入一个整数:"))
    print(num**2)
except NameError:   #标注异常类型后，仅响应此类异常  异常类型名字等同于变量名
    print("输入不是整数")

4.2 实例5：身体质量指数BMI

4.2.1“身体质量指数BMI”问题分析

BMl:对身体质量的刻画

• BMI: Body Mass Index
• 国际上常用的衡量人体肥胖和健康程度的重要标准，主要用于统计分析
• 定义：BMI=体重(kg)/身高^2(m2)

国际:世界卫生组织 国内:国家卫生健康委员会

问题需求

• 输入:给定体重和身高值
• 输出:BMI指标分类信息(国际和国内)

4.2.2“身体质量指数BMI”实例讲解

• 难点在于同时输出国际和国内对应的分类

• 思路1:分别计算并给出国际和国内BMI分类

• 思路2:混合计算并给出国际和国内BMI分类

国际版

#CalBMIv1.py
height,weight = eval(input("请输入身高（米）和体重（公斤）[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 <25:
    who = "正常"
elif 25 <=bmi <30:
    who = "偏胖"
else:
    who = "肥胖"
print("BMI指标为:国际'{0}'".format(who))

国内版

#CalBMIv2.py
height,weight = eval(input("请输入身高（米）和体重（公斤）[逗号隔开：]"))
bmi = weight / pow(height,2)
print("BMI数值为:{:.2f}".format(bmi))
nat = ""
if bmi <18.5:
    nat = "偏瘦"
elif 18.5 <=bmi <24:
    nat = "正常"
elif 24 <=bmi <28:
    nat = "偏胖"
else:
    nat = "肥胖"
print("BMI指标为:国内'{0}'".format(nat))

国际国内结合版

#CalBMIv3.py
height,weight = eval(input("请输入身高（米）和体重（公斤）[逗号隔开：]"))
bmi = weight / pow(height,2)
print("BMI数值为:{:.2f}".format(bmi))
who,nat = "",""
if bmi <18.5:
    who,nat = "偏瘦","偏瘦"
elif 18.5 <=bmi <24:
    who,nat = "正常","正常"
elif 24 <=bmi <25:
    who,nat = "正常","偏胖"
elif 25 <=bmi <28:
    who,nat = "偏胖","偏胖"
elif 28 <=bmi <30:
    who,nat = "偏胖","肥胖"
else:
    who,nat = "肥胖","肥胖"
print("BMI指标为:国际'{0}'国内'{1}'".format(who,nat))

4.3 程序的循环结构

4.3.1遍历循环

遍历某个结构形成的循环运行方式

• 从遍历结构中逐一提取元素，放在循环变量中

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

计数循环（N）次

• 遍历由range（）函数产生的数字序列，产生循环

技术循环（N次）

• 遍历由range（）函数产生的数字序列，产生循环

字符串遍历循环

• s是字符串，遍历字符串每个字符，产生循环

列表遍历循环

• ls是一个列表，遍历其每个元素，产生循环

文件遍历循环

• fi是一个文件标识符，遍历其每行，产生循环

4.3.2无限循环

由条件控制的循环运行方式

• 反复执行语句块，直到条件不满足时结束

4.3.3循环控制保留字

break和continue

• break跳出并结束当前整个循环，执行循环后的语句
• continue结束当次循环，继续执行后续次数循环
• break和continue可以与for和while循环搭配使用

break和continue的比较

4.3.4循环的高级用法

循环与else

• 当循环没有被break语句退出时，执行else语句块

• else语句块作为"正常"完成循环的奖励

• 这里else的用法与异常处理中else用法相似

4.4 模块3：random库的使用

4.4.1random库基本介绍

random库是使用随机数的Python标准库

• 伪随机数:采用梅森旋转算法生成的(伪)随机序列中元素

• random库主要用于生成随机数

• 使用random库:import random

random库包括两类函数，常用共8个

• 基本随机数函数: seed()，random()
• 扩展随机数函数: randint()， getrandbits()，uniform()，randrange)，choice()，shuffle()

4.4.2基本随机函数

4.4.3扩展随机数函数

需要掌握的能力

• 能够利用随机数种子产生"确定"伪随机数

• 能够产生随机整数

• 能够对序列类型进行随机操作

4.5 实例6：圆周率的计算

4.5.1“圆周率的计算”问题分析

圆周率的近似计算公式

4.5.2“圆周率的计算”实例讲解

使用圆周率的近似计算公式方法

#CalPiV1.py
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))

蒙特卡罗方法

#CalPiV2.py
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))

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