「Python编程基础」第3章：控制流
文章目录
- 一、用“炒菜”简单介绍下“控制流”
- 二、布尔值
- 三、比较运算符
- 四、== 和 = 操作符的区别
- 五、布尔操作符
- 六、混合布尔和比较操作符
- 七、代码块是什么？
- 八、控制流语句
-
- 1. if 语句
- 2. else语句
- 3. elif语句
- 4. 总结
- 九、while循环语句
- 十、break语句
- 十一、continue语句
- 十二、for循环与range()函数
- 十三、细说range()函数
- 十四、模块导入
- 十五、控制流的压轴戏“sys.exit()”函数，提前结束程序。
- 十六、练习题
-
- 第一题：猜数字
- 第二题：小孩子们的“石头、剪刀、布”。
一、用“炒菜”简单介绍下“控制流”
事实上，之前学习的代码，都是一行一行执行，但是我们希望可以通过一些代码，让代码按照我们的想法，去执行。
比如：
我们希望可以跳过代码；
重复执行某一段代码；
根据我们的预期结果和实际接轨，执行某一段代码；
就像下面这个简单的“炒菜”一样，告诉你炒菜都需要做些什么事？
二、布尔值
前面已经学习过“整型、浮点型、字符串”，他们可以输入无数种值，但布尔值只有两种值。
炒菜例子中，我们有两种判断 “有、没有”，代码中布尔值则用 “True、False”表示，意思为“是、不是”。
a = True
print(a)
b = False
print(b)
代码中，我们将True和False保存在变量a、b中。
提一个问题，变量名能否用True或Flase命名，初学的朋友可以敲下代码试试？
在Python里，我们对类似“True”这样的词语有一个称呼叫做 「关键字」，关键字是不能用来变量命名的。
以下都属于Python的关键字：
and、as、assert、break、class、continue、def、del、elif、else、except、False、finally、for、from、global、if、import、in、is、lambda、None、nonlocal、not、or、pass、raise、return、True、try、while、with、yield
三、比较运算符
比较运算符（关系操作符），顾名思义，就是比较两个值的真假关系。
| 操作符 | 含义 |
|---|---|
| == | 等于 |
| != | 不等于 |
| < | 小于 |
| > | 大于 |
| <= | 小于等于 |
| >= | 大于等于 |
print(1 == 1)
print("测试划水老师傅" == "测试划水老师傅")
print(1 != 1)
print("测试划水老师傅" != "测试划水老师傅")
print(1 < 2)
print(1 > 2)
print(1 <= 1)
print(1 >= 1)
我们会发现，比较运算符可以应用于 字符串、数字、以及后面我们会学到的列表、字典等所有数据类型，如果两边的值符合比较符号逻辑判断，则值显示为True，反之为False。
这里提一个问题，下面这个代码输出是True还是False？请告诉我原因是什么？
print(1 == '1')
原因由于两者的数据类型不一致，在Python的语法中，认为“整数1”与“字符串1”不同。
四、== 和 = 操作符的区别
估计细心的同学已经注意到“=”、“==”这两个符号，那么他们有什么区别？不知道在学习过程中你们有没试错？
比如编写代码“print(1 = 1)”，看看代码会不会报错。
- = 是“赋值符号”，用于将右边的“值”赋值给左边的“变量”。
- == 是“等于”符号，用于比较确定两个值是否相同。
五、布尔操作符
就在刚刚，我们已经学习了“布尔值”和“比较操作符”，那么还有那些“布尔操作符”？
这里介绍剩下的3个操作符，他们的写法与操作符不一样，是以英文字母表示。
| 操作符 | 含义 |
|---|---|
| and | 与 |
| or | 或 |
| not | 否 |
我们写写代码，看看Python运行结果。
# and 操作符
print(True and True)
print(True and False)
print(False and True)
print(False and False)
# or 操作符
print(True or True)
print(True or False)
print(False or True)
print(False or False)
# not 操作符
print(not True)
print(not False)
思考5分钟，你有没有发现一些写法上、结果上的规律呢？试着别看文档，自己想想答案，毕竟作为测试，观察和思考很重要！
写法上：
- and 和 or 都需要接收2个布尔值（或表达式），并将结果求值为一个布尔值。
- not 只接收1个布尔值（或表达式），并将结果求值为一个布尔值。
结果上：
- and 接收的2个布尔值（或表达式），必须都为真，结果才为真，如果有一个是假，则结果是假。
- or 简单来说就是只要有一个为真，结果就为真。
- not 则将一个求值结果为相反的布尔值。
六、混合布尔和比较操作符
写代码中，当然不可能仅仅用到一种操作符，大概率是要混合使用，所以是时候跟着我的代码练习下混合写法。
（代码没有标准性，只要结果正确就行，所以建议写完后，可以按照自己的理解，写写不一样代码，与自己脑子记预想的结果是否一致）
a = (1 < 2) and (3 < 4)
print(a)
b = (1 == 1) or (2 == 1)
print(b)
c = 1 + 1 == 2 and not 1 + 1 == 5 and 2 * 2 == 2 + 2
print(c)
你会发现，最后一行代码略显复杂，因为我还没告诉你算数操作符和布尔操作符的优先级，布尔操作符，在所有算数符和比较操作符之后，进行操作，如果你觉得难以立即，试试加上括号（）。
c = (1 + 1 == 2) and not (1 + 1 == 5) and (2 * 2 == 2 + 2)
print(c)
七、代码块是什么？
控制流语句开始的部分通常都是“条件”，接下来是一个“代码块”，根据条件的布尔值，也就是“真\假”来执行代码块。
什么是代码块？
Python中，代码块的定义其实是根据**“缩进”**来完成的，这些放在一组的代码语句组成的“块”就是代码块。
# 代码块演示
login_user = "测试划水老师傅"
login_password = "pwd123456"
if login_user == "测试划水老师傅" and login_password == "pwd123456":
print("登录成功") # 第1个代码块
else:
print("登录账号或密码错误！") # 第2个代码块
代码块有以下特点：
- 增加缩进时，表示代码块的开始。
- 代码块可以包含其他代码块。
- 缩进减少为0时，或者与外面包围的代码块对齐时，该代码块结束。
在Python中，缩进很重要，大多数新手的代码运行结果与预期不符，发生在缩进错误。
八、控制流语句
代码块的演示，我们用到了两个控制流语句，接下来，我们就重点讲一下控制流语句的内容。
1. if 语句
if语句在任何编程语言中，都是最常见的控制语句，而执行的条件在为True时，执行if语句下的代码块。
如果用通俗的自然语言（日常用语）来描述：“如果条件为真，执行代码。”
if语句在Python中有以下几点特征：
- 关键字“if”。
- 条件（即求值为True或False的表达式）。
- 冒号。
- 在下一行开始，要缩进的代码块（行业术语称呼其为“子句”）。
name = "测试划水老师傅"
if name == "测试划水老师傅":
print("Hi 老师傅！")
2. else语句
根据实际需要，if后面也可以跟着else语句。当if语句的条件为False时，就会执行else下的子句。
如果用通俗的自然语言（日常用语）来描述：“如果条件为真，执行if的代码，否则执行else的代码。”
else语句在Python中有以下几点特征：
- 关键字“else”。
- 冒号。
- 在下一行开始，要缩进的代码块（行业术语称呼其为“子句”）。
我们回到if的例子，继续增加else语句，输出不同的结果。
name = "老师傅"
if name == "测试划水老师傅":
print("Hi 老师傅！")
else:
print("呔，你是假的测试划水老师傅！")
3. elif语句
虽然已经有了 if 和 else，但是想想现实生活中的需求，这远远不够，比如：如果你知道了老师傅的名字和自媒体ID，怎么向老师傅打招呼呢？
（特征不再赘述）
name = "老师傅"
dy_id = "1234567"
if name == "测试划水老师傅":
print("Hi 测试划水老师傅！")
elif dy_id == "1234567":
print("Hi 测试划水老师傅！")
else:
print("呔，你是假的测试划水老师傅！")
学完3个控制流语句，有没有发现一个很细微的特点？（思考5分钟）
如果没有发现，试试这个练习题，尝试自己写一遍并运行，如果你发现了Bug（问题），但是不会解决，可以发在老师傅的知识星球上。
name = "老师傅"
age = 30
if name == "测试划水老师傅":
print("Hi,测试划水老师傅")
elif age == 18:
print("Hi,测试划水老师傅")
4. 总结
if、elif、else这类控制流结构为：“如果第1个条件为真，则执行第1个事；如果第2个条件为真，则执行第2件事；否则，做另外的事。”
要记得规避练习题中的BUG，仅有一个if，elif永远跟在if之后，其次，如果希望确保至少一条子句被执行，一定要加上else语句。
九、while循环语句
什么是while循环语句，就是可以让一个代码块根据自己需求，一遍又一遍执行。比如生活中，我们吃饭时，要一口一口吃，直到吃完，就会用到循环语句。
while语句在Python中有以下几点特征：
- 关键字“while”。
- 条件（即求值为True或False的表达式）。
- 冒号。
- 在下一行开始，要缩进的代码块（行业术语称呼其为“子句”）。
通过特征来看，我们while和if比较相似，不同的是他们的行为。if子句结束时，程序会继续执行if之后的语句，而while在子句结束时，程序会跳回到while循环语句开始处继续执行，直到条件为“假”时结束。
我们用一个相同条件的代码来看看if和while的区别。
num = 0
if num < 5:
print(f"Hi {num}")
num = num + 1
num = 0
while num < 5:
print(f"Hi {num}")
num = num + 1
试试这2个练习题，尝试自己写一遍并运行，如果你发现了Bug（问题），但是不会解决，可以发在老师傅的知识星球上。
name = ""
while name != "":
name = input("请输入你的名字：")
print(f"您好，{name},欢迎使用该程序！")
print("谢谢使用该程序！")
name = ""
while name != "请输入你的名字":
name = input("请输入你的名字：")
print(f"您好，{name},欢迎使用该程序！")
print("谢谢使用该程序！")
十、break语句
break语句，可以强制跳出循环执行语句。在代码中，break语句仅包含break关键字。
试试在刚才的代码里加上break，运行一下，你会发现不一样的结果。
name = ""
while name != "请输入你的名字":
name = input("请输入你的名字：")
print(f"您好，{name},欢迎使用该程序！")
break
print("谢谢使用该程序！")
十一、continue语句
与break类似，continue语句用于循环内部，当循环语句中的代码执行到continue时，会马上跳回到循环开始处，重新对循环条件求值。
让我们尝试编写并运行下面的代码，试试效果。
user = "Kevin"
pwd = "123456"
while True:
input_user = input("请输入登录名：")
if input_user != user:
print(f"{input_user} 用户不存在！")
continue
input_pwd = input("请输入你的登录密码:")
if input_pwd != pwd:
print("密码错误，退出程序！")
break
print("欢迎使用！")
break
当用户输入“input_user” 与user = "Kevin"不相等时，会提示用户不存在，跳回到循环开始处，再次对条件求值。
当用户输入“input_user” 与user = "Kevin"相等时，会提示用户输入密码，不在跳回到循环开始处。
请尝试根据代码自己画出流程图，理解代码的运行原理。
十二、for循环与range()函数
当条件为真时，while循环会一直运行，但是日常生活中，有些循环一直为真，但是我们需要执行一定次数后就停止运行，比如：约会时，男生通常都会等女生，假设我们等她到1个小时的时候，就不再等下去，该如何实现？
可以通过 for i in range(60): 来实现（这里的60表示60分钟）。
for i in range()语句在Python中有以下几点特征：
- 关键字“for”。
- 一个变量名。
- 关键字“in”。
- 调用range()函数，最多传入3个参数。
- 冒号
- 从下一行开始，缩进的代码块（称之为for子句）。
我们实现这个缺根弦的代码，运行看看结果。
for i in range(60):
i = i + 1
re_time = 60 - i
print(f"我已经等了女朋友{i}分钟，距离我开溜还剩{re_time}分钟！")
print("这是一个缺根弦的代码，大家千万别学！")
第一次运行时，变量i被设置为0，当然你也可以直接从第60分钟开始（呵呵，男人），当i被判断小于60的时候，会被执行之后的子句。
为什么子句中i要先执行+1操作，那是因为现实里有“等了0分钟”这一说法吗？哈哈，写代码要与现实一致哦。
你可以试试删除一些代码，看看会发生什么变化，比如删掉“i = i + 1”，你会发现有趣的结果！
（有2处，如果你实在照不出来，可以在星球上向老师傅提问）。
事实上，用while也能实现，但是我不建议这样做，因为我认为Python禁止“简单的事情复杂做”。
十三、细说range()函数
这也许是你接触的第一个多参数函数，range()函数内，可以传入的参数包含“开始、结束、步长”参数，实现各种正数序列。看不懂没关系，我们使用代码来演示一下。
比如最简单的，我们通过这个函数打印1-100的数字。
for i in range(1,101):
print(i)
第一次使用range函数，通过这个小练习，我们发现一些小特征：
- 通过这个函数，能够快速打印1-100，再也不用傻傻的“写100个print”了。
- 你会发现range的“开始”和“结束”，属于前包后不包，还记得小时候学的数学的开闭区间吗？和[1,100)道理一样。
接下来，我们再研究下步长的概念，估计很多人都遇到过一道特别简单的面试题“打印1-100的偶数”，很多培训的同学，遇到这个问题都比较慌，甚至忘了range这个函数，我们使用这个函数来打印1-100的偶数试试。
for i in range(2, 101, 2):
print(i)
当然还有一种写法，可以不需要用到步长，你想到了吗？
for i in range(1, 101):
if i % 2 == 0:
print(i)
思考一下！
还有其他写法吗？
为什么第1段代码为什么起点是从“2”开始？（自己动手改改起点的代码试试结果？）
为什么第2段代码不需要写步长“2”？（自动动手加上步长，又会有什么结果？）
三个参数，都试试“负数”，结果又有什么不一样？
十四、模块导入
Python程序可以调用一组基本的函数，向我们见过的“print()、input()函数都属于函数”，专业属于称这些函数为“内置函数”，而他们所属的模块，称作“标准库”。当然啦，既然有“标准库”，按照剧情发展必然有“非标准库”（暂时不讲）。
那怎么区分“标准库”？“非标准库”？
还记得安装Python吗？安装完之后，你可以去查看这个目录。
（这并不是重点，就理解成手机预装软件即可）
我们聊聊重点。
在使用模块时，一定要使用语句import导入该模块。
import语句在Python中有以下几点特征：
- 关键字“import”。
- 模块的名称。
- 可选的更多模块名称，模块名称之间用英文逗号隔开。
- 再导入模块后，就可以在代码中直接使用该模块内的所有函数。
话不多说，直接练代码。让我们试试random模块。
import random
for i in range(5):
print(random.randint(1, 10))
导入random模块后，我们可以直接使用这个模块内的函数，比如randint，可以生成这个区间内的“随机正数”。
我们不妨按住键盘“Ctrl + 鼠标左键”，查看这个模块的详细内容。
当然现阶段，你并不需要了解模块的写法，只需要了解有这么个玩意就行，放到百度翻译下这个模块的介绍，了解它是关于“随机数”的模块即可。
当然我一般也不看，甚至在我不知道有这么个随机数模块时，我需要用什么，都是百度搜索“Python 随机数（整型、浮点型）生成”的关键字，百度会告诉我用什么模块。
十五、控制流的压轴戏“sys.exit()”函数，提前结束程序。
认真看教程的同学，看到标题，应该就知道sys.exit()函数其实引入的模块是sys，顾名思义其实是面向Python解释器的一个系统级别的交互模块。
这个模块很重要，虽然还是那句话，可以百度，但是建议在百度过程中，记住几个常用函数，不然每次都百度，估计也该下岗了。
我们写一段代码，了解下如何提前结束程序。
import sys
while True:
res = input("输入「掀桌子」，程序退出：")
if res == "掀桌子":
sys.exit()
print("如果程序没有退出，会执行这个语句。")
我们之前学过break，可以跳出循环，但是如果没有，这个程序会无线循环，所以使用sys.exit()效果类似break。
十六、练习题
第一题：猜数字
《猜数字》游戏介绍
亲爱的玩家，你好！
欢迎来到《猜数字》游戏！
我们悄悄的藏起了一个“数字”，这个数字介于1~20之间。
请注意！！！
你共有6次机会进行尝试！
如果猜错，你将永远被困在这个冒险岛！
加油吧，冒险者！
（猜中或猜错都会有提示）
第二题：小孩子们的“石头、剪刀、布”。
《石头剪子布》游戏介绍
亲爱的玩家，你好！
欢迎来到《石头剪子布》游戏！
猜数字这个游戏，想必你已经很熟悉，我就不做过多介绍。
但有一点你需要谨记：我们会有一个计分板，当你赢得次数大于守卫者，你将逃出冒险岛！
输入规则：r（石头），s（剪刀），（布）c，q(退出)
（你可以选择“退出游戏”，但那也代表你将永远留在岛上）
当你完成后，尝试自己改进下代码，比如可以把两个游戏组成一个系列，根据用户选择，玩不同的游戏。
当然如果你有更好的想法和代码实现，可以来老师傅的星球交流。