Python流程控制

目录

一、引言

二、if 语句

（一）基础语法与功能

（二）应用示例

（三）条件表达式与关系运算符

（四）if - else 条件语句

（五）多重 if 语句（elif 的使用）

（六）if 语句常见问题

三、Python 的循环

（一）while 循环

（二）for 循环

（三）循环控制

四、总结

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一、引言

在 Python 编程领域，流程控制是构建高效、灵活程序的关键要素。它赋予程序根据不同条件和需求改变执行路径的能力，使程序能够处理各种复杂的任务场景。Python 提供了丰富多样的流程控制语句，如 if 语句、while 循环、for 循环以及循环控制语句（break 和 continue），这些语句相互配合，为开发者提供了强大的编程工具集。

二、if 语句

（一）基础语法与功能

if 语句是 Python 中用于条件判断的基本语句，其核心作用是根据给定条件的真假来决定是否执行特定代码块。语法格式如下：

if condition:
    # 代码块1（当条件为True时执行）
else:
    # 代码块2（当条件为False时执行）

其中，condition是一个布尔表达式，其计算结果要么为True（真），要么为False（假）。冒号是 Python 语法的严格要求，用于标识代码块的开始。代码块中的语句需要保持相同的缩进（通常为 4 个空格），以明确其属于if或else的作用范围。

（二）应用示例

1. 判断正数示例：

num = int(input("请输入一个整数:"))
if num > 0:
    print("输入的数是正数")
else:
    print("输入的数不是正数")

在这段代码中，通过input()函数获取用户输入的整数，并将其转换为整型存储在变量num中。然后，if语句判断num是否大于 0。若条件成立，执行if代码块，输出 “输入的数是正数”；否则，执行else代码块，输出 “输入的数不是正数” 。
2. 成绩判断示例：

#coding=utf-8
print("请输入学生考试成绩")
score = int(input())
if score >= 60:
    print("合格")

此代码用于判断学生考试成绩是否合格。从用户处获取成绩并转换为整型后，使用if语句判断成绩是否大于等于 60。若满足条件，输出 “合格”。在 Python 3 中，input()方法默认返回字符串类型，所以需要使用int()函数进行类型转换，以确保后续的数值比较正确。

（三）条件表达式与关系运算符

条件表达式是if语句的核心组成部分，它由操作数和关系运算符构成，计算结果为布尔值。常用的关系运算符包括：

关系运算符	说明	示例	结果
==	等于	10 == 9	False
!=	不等于	10 != 9	True
>	大于	10 > 9	True
<	小于	10 < 9	False
>=	大于等于	10 >= 9	True
<=	小于等于	10 <= 9	False

这些关系运算符用于比较两个操作数的大小或相等关系，从而为if语句提供判断依据。例如，在成绩判断示例中的score >= 60，就是一个使用>=关系运算符的条件表达式，当score的值大于等于 60 时，该表达式结果为True，否则为False。

（四）if - else 条件语句

if - else语句在基本if语句的基础上进行了扩展，使程序能够根据条件的真假执行不同的代码块，增强了程序的灵活性。语法格式为：

if 条件表达式:
    语句块1
else:
    语句块2

当条件表达式的计算结果为True时，执行语句块 1；当结果为False时，执行语句块 2。

（五）多重 if 语句（elif 的使用）

在实际编程中，常常需要根据多个不同条件进行复杂判断，此时可使用elif（else if 的缩写）关键字来构建多重if语句。语法格式如下：

if 条件表达式1:
    语句块1
elif 条件表达式2:
    语句块2
elif 条件表达式3:
    语句块3
...
else:
    语句块n

程序会自上而下依次判断每个条件表达式。当某个条件表达式为True时，执行对应的语句块，然后跳过整个if - elif - else结构；若所有条件表达式都为False，则执行else后的语句块（else部分为可选项，根据实际需求决定是否添加）。

（六）if 语句常见问题

1. 逻辑错误：在使用if - elif - else语句时，条件判断的顺序至关重要。由于程序是按顺序依次判断条件，一旦某个条件成立，后续的条件判断将不再执行。例如，在学生成绩分级的代码中，如果将条件表达式的顺序颠倒，把score >= 60放在score >= 90之前，那么当输入成绩为 100 时，首先判断score >= 60成立，程序会直接输出 “合格”，而不会再判断score >= 90，导致无法得到正确的成绩分级结果。
2. 缩进错误：Python 通过缩进来区分代码块，在if语句中，语句块的缩进必须严格一致。哪怕只有一个空格的差异，也会被视为不同的代码块，从而导致程序报错。例如：

score = int(input())
if score >= 90:
    print('优秀')  # 没有缩进，报错

或者：

score = int(input())
if score >= 90:
    print("优秀1")  # 没有缩进
    print("优秀2")  # 多了一个空格，报错

1. 遗漏冒号：对于从其他编程语言转向 Python 的开发者，容易因习惯问题忘记在条件表达式后面添加冒号。这是 Python 语法的关键部分，缺少冒号会导致语法错误，需要通过大量练习来养成正确的编码习惯。

三、Python 的循环

在编程过程中，经常会遇到需要重复执行某段代码的情况，Python 提供了while和for两种循环语句来满足这一需求。

（一）while 循环

1. 语法与执行逻辑：while循环的语法格式为：

while 条件表达式:
    # 循环操作语句

在执行while循环时，首先判断条件表达式的值。若为True，则执行循环操作语句；执行完毕后，再次判断条件表达式，如此循环往复，直到条件表达式的值为False时，跳出循环，执行while语句后面的代码。
2. 简单示例：计数循环：

count = 0
while count < 5:
    count = count + 1
    print(count)

在这个示例中，初始化变量count为 0，然后在while循环中，只要count小于 5，就执行count = count + 1（即count自增 1），并输出count的值。最终输出结果为 1、2、3、4、5。
3. 复杂示例：计算课程平均成绩：

i = 1
sum = 0
while i <= 5:
    print("请输入第%d门课程的考试成绩" % i)
    sum = sum + int(input())
    i = i + 1
avg = sum / (i - 1)
print("5门课程的平均成绩是%d" % avg)

此代码用于计算 5 门课程的平均成绩。通过while循环，依次提示用户输入每门课程的成绩，并将成绩累加至变量sum中。循环结束后，计算平均成绩并输出。这里使用了字符串格式化输出，%d作为占位符，用于将整型变量的值插入到字符串中。
4. Python 的注释：注释是代码中用于解释说明的文本，有助于提高代码的可读性和可维护性。Python 中使用#开头表示注释内容。注释分为单行注释和行内注释：

• 单行注释：在行开头使用#，整行内容被视为注释。例如：

# 这是一个单行注释，用于解释下面代码的功能
i = 1

• 行内注释：紧随同行代码，以#开头。例如：

i = 1  # 初始化变量i，用于循环计数

注释并非每行都需要添加，通常在关键代码段、复杂逻辑处或可能引起误解的地方添加注释，以帮助其他开发者（或未来的自己）快速理解代码意图。
5. 字符串的格式化输出：字符串格式化是将变量的值插入到字符串中的一种技术，使字符串能够动态地展示不同的数据。在 Python 中，常用的格式化替代符有：

• %d：用于插入整型数据。
• %s：用于格式化字符串。
• %f：用于格式化浮点数字。
  例如：

num = 5
numStr = "5"
numF = 5.55
print("第%d名" % num)
print("第%s名" % numStr)
print("浮点数是:%f" % numF)

输出结果为：

第5名
第5名
浮点数是:5.550000

字符串中还可以使用多个替代符，通过元组或字典来传递多个变量的值。使用元组时，变量顺序要与替代符顺序一致；使用字典时，通过键来获取对应的值。例如：

first = 1
second = 2
print("第%d名和第%d名" % (first, second))  # 使用元组
num = {"first": 1, "second": 2}
print("第%(first)d名和第%(second)d名" % num)  # 使用字典

输出结果均为：

第1名和第2名

1. while 循环嵌套：在while循环中，可以包含另一个while循环，形成嵌套循环结构。这种结构适用于处理需要多层循环控制的复杂任务。例如，接收 2 名学生的 5 门课程考试成绩，并计算每个人的平均成绩：

j = 1
prompt = "请输入学生姓名:"
while j <= 2:
    sum = 0
    i = 1
    name = input(prompt)
    while i <= 5:
        print("请输入第%d门课程的考试成绩" % i)
        sum = sum + int(input())
        i = i + 1
    avg = sum / (i - 1)
    print("%s的平均成绩是:%d" % (name, avg))
    j = j + 1
print("学生成绩输入完成")

在这个示例中，外层while循环由变量j控制，用于输入 2 名学生的姓名；内层while循环由变量i控制，用于输入每个学生的 5 门课程成绩。在内层循环中，累加成绩并计算平均成绩，最后输出每个学生的平均成绩。

（二）for 循环

1. for 循环的遍历方式：for循环是 Python 中另一种重要的循环结构，它主要用于遍历可迭代对象（如字符串、列表、元组等）或结合range()函数进行指定次数的循环操作。
   • 遍历字符串：

for letter in 'Python':
    print('Current letter :%s' % letter)

上述代码中，for循环逐个遍历字符串'Python'中的字符，并通过字符串格式化输出每个字符。

• 遍历列表和元组：

fruits = ["西瓜", "苹果", "葡萄"]
for fruit in fruits:
    print(fruit)

此代码遍历列表fruits，依次输出列表中的每个元素。同样，遍历元组的方式与之类似，因为元组也是可迭代对象。

• 结合 range () 函数循环：range()函数常用于生成一个整数序列，配合for循环可以实现指定次数的循环。range()函数的常见用法有：

print(list(range(0, 5)))  # 生成从0到4的整数序列，结果为[0, 1, 2, 3, 4]
print(list(range(0, 5, 2)))  # 生成从0到4，间隔为2的整数序列，结果为[0, 2, 4]

其中，range(start, stop, step)函数中，start表示起始值（默认为 0），stop表示结束值（不包含在生成的序列中），step表示步长（默认为 1）。
2. for 循环示例：计算课程平均成绩：

subjects = ("Python", "MySQL", "Linux")
sum = 0
for i in subjects:
    print("请输入%s考试成绩:" % i)
    score = int(input())
    sum += score
avg = sum / len(subjects)
print("小明的平均成绩是%d" % avg)

这段代码通过for循环遍历课程名称元组subjects，依次提示用户输入每门课程的成绩，并累加成绩。最后计算并输出平均成绩。
3. 逻辑运算符：Python 提供了and（逻辑与）、or（逻辑或）、not（逻辑非）三种逻辑运算符，用于组合和操作布尔值。

• and逻辑与：只有当两个操作数都为True时，表达式的值才为True；否则为False。例如：True and False结果为False。
• or逻辑或：只要两个操作数中有一个为True，表达式的值就为True；只有当两个操作数都为False时，表达式的值才为False。例如：True or False结果为True。
• not逻辑非：对操作数进行求反运算，若操作数为True，则表达式的值为False；若操作数为False，则表达式的值为True。例如：not True结果为False。
  这些逻辑运算符在条件判断和循环控制中经常使用，用于构建复杂的条件表达式。例如，对成绩进行有效性判断：

score = 180
if (score < 0 or score > 100):
    print("成绩错误，不能小于0或大于100")

1. for 循环嵌套：for循环也支持嵌套使用，以处理更复杂的循环需求。例如，接收 2 名学生的 5 门课程考试成绩，并计算每个人的平均成绩：

students = ['小明', '小张']
subjects = ("Python", "MySQL", "Linux")
for student in students:
    sum = 0
    for subject in subjects:
        print("请输入%s的%s考试成绩:" % (student, subject))
        score = int(input())
        sum += score
    avg = sum / len(subjects)
    print("%s的平均成绩是%d" % (student, avg))

在这个示例中，外层for循环遍历学生列表students，内层for循环遍历课程元组subjects。通过嵌套循环，依次输入每个学生每门课程的成绩，并计算平均成绩。此外，还可以在for循环中嵌套while循环，根据具体需求灵活构建循环逻辑。

（三）循环控制

在使用while和for循环时，有时需要改变循环的正常执行顺序，这时就需要用到循环控制语句break和continue。

1. break 语句：break语句用于在循环体中跳出整个循环，不再执行循环剩余的代码。例如，在计算学生平均成绩时，当输入的成绩无效（小于 0 或大于 100）时，使用break退出循环：

students = ['小明', '小张']
subjects = ("Python", "MySQL", "Linux")
for student in students:
    sum = 0
    i = 0
    while i < len(subjects):
        print("请输入%s的%s考试成绩:" % (student, subjects[i]))
        score = int(input())
        if (score < 0 or score > 100):
            print('输入的成绩需要大于0且小于100,循环退出')
            break
        sum += score
        i = i + 1
    avg = sum / len(subjects)
    print('%s的平均成绩是%d' % (student, avg))

当输入成绩不符合范围时，if条件成立，执行break语句，跳出内层while循环，进入下一个学生的成绩输入流程。需要注意的是，break只影响离它最近的一层循环。
2. continue 语句：continue语句用于跳过当前循环中的剩余代码，直接进入下一次循环。例如，在输入学生成绩时，要求成绩在 0 到 100 之间，若输入的成绩不符合范围，则提示重新输入，此时可使用continue语句：

students=['小明','小张']
subjects = ('Python', 'MySQL', 'Linux'')
#外层循环
for student in students:
    sum = 0
    i = 0
    while(i 100):
            print(输入的成绩需要大于0或小100,循环继续')
            continue             ##如果输入的数值不满足条件,则让重新输入
    sum += score
    i = i+1
    avg = sum / len(subjects)
    print('%s的平均成绩是%d'%(student,avg))    #输出结果

四、总结

本文档聚焦于 Python 流程控制，深入讲解了 if 语句、循环语句（while 和 for）以及循环控制语句（break 和 continue）的使用，为 Python 编程奠定了坚实基础。

1. if 语句：用于依据条件执行不同代码块。基本语法为if condition:，冒号后缩进的代码块在条件成立时执行，还可搭配else处理条件不成立的情况。例如判断整数正负，num = int(input("请输入一个整数:")); if num > 0: print("输入的数是正数"); else: print("输入的数不是正数")。条件表达式借助关系运算符（如==、!=等）进行运算，结果为布尔值。
2. if - else 条件语句与多重 if 语句：if - else可根据条件真假决定执行不同语句块。而多重 if 语句通过elif关键字处理多路径判断，像学生成绩分级，根据不同分数段输出 “优秀”“良好”“合格”“需要努力” 。使用时要注意条件顺序，避免逻辑错误，同时保证语句块正确缩进，防止语法错误。
3. Python 的循环
   • while 循环：语法为while 条件表达式:，先判断条件，为真则执行循环体。如计算 5 门课程平均成绩，通过循环输入成绩并累加，最后计算平均。循环中可使用字符串格式化输出（如print("请输入第%d门课程的考试成绩" % i)），也可进行嵌套循环，处理复杂任务，如输入 2 名学生的 5 门课程成绩并计算平均。
   • for 循环：通过遍历元素实现循环。可遍历字符串、列表、元组等，也能结合range()函数指定循环次数。如遍历字符串for letter in 'Python': print('Current letter :%s' % letter) 。在处理循环逻辑时，逻辑运算符（and、or、not）可用于构建复杂条件表达式，如判断成绩有效性if (score < 0 or score > 100): print("成绩错误，不能小于0或大于100")。for 循环同样支持嵌套，用于解决多层循环问题。
4. 循环控制
   • break 语句：在循环中使用break可跳出整个循环。计算学生平均成绩时，若成绩无效（小于 0 或大于 100），可使用break退出循环，不再继续处理当前学生成绩。
   • continue 语句：用于跳过当前循环剩余代码，继续下一次循环。输入学生成绩时，若成绩不符合范围，使用continue提示重新输入，确保成绩有效。