Python条件与循环

骑猪看日落 2024-04-19 16:36 61阅读 0赞

> 博文大纲：
> 
>  *  一、Python条件判断
>  *  二、Python的循环
>  *  三、循环的控制
>  *  四、Python的循环综合示例

## 一、Python条件判断 ##

Python中的条件判断语句有if语句，if双分支、if多分支语句，其执行过程与shell中的if语句完全一样，只是语法有些差异，如下（文中所有的if语句执行流程图都是借鉴与shell中的）：

**注意：在Python中，关于代码缩进有严格的要求，Python是采用空格缩进的方式表示一组语句，通常用4个空格表示一组语句（默认会有4个空格缩进），使我们在编写代码时减少代码的工作量。**

### 1、单分支if语句： ###

**执行过程：**

![Python条件与循环][Python]

**单分支if语句示例：**

money = 1000      #首先定义一个变量
    if (money > 500):     #测试条件是：如果money变量大于500，则条件成立，输出下面的内容
        print '吃大餐'      #输出的内容为吃大餐，该print语句就是if中的代码块，默认print前面有4个空格

### 2、双分支if语句： ###

**执行过程：**

![Python条件与循环][Python 1]

**双分支if语句示例：**

money = 1000
    if (money < 500):
        print '吃大餐'
    else:
        print '吃土'

### 3、多分支if语句： ###

**执行过程：**  
![Python条件与循环][Python 2]

**多分支if语句示例：**

print '你还有多少钱？'         #输出提示信息
    money = input()     #定义一个变量，变量值是接受键盘输入的值。
    if (money > 500):    #如果变量值大于500，则输出“吃大餐”
        print '吃大餐'
    elif (money > 100):   #如果变量值大于100，则输出“吃盖饭”
        print '吃盖饭'
    else:            #如果前面两个条件都不成立，则输出“吃土”
        print '吃土'

### 4、使用if语句常见的问题： ###

**问题（1）：**使用if-elif-else语句时，容易出现逻辑错误，因为条件是从上往下判断的，如果条件成立，那么下面的条件判断就不执行了，拿刚才的举例来说，若将代码写成下面这个样子：

print '你还有多少钱？'         #输出提示信息
    money = input()     #定义一个变量，变量值是接受键盘输入的值。
    if (money > 100):    #如果变量值大于500，则输出“吃大餐”
        print '吃大餐'
    elif (money > 500):   #如果变量值大于100，则输出“吃盖饭”
        print '吃盖饭'
    else:            #如果前面两个条件都不成立，则输出“吃土”
        print '吃土'

可以看出来会发生什么问题么？问题就是只要你输入的值大于100，那么它就将输出“吃盖饭”，哪怕你输入的是800，它也不会输出“吃大餐”，因为第一个条件测试成立了，执行完第一段代码块后，程序就直接跳出了这个if-elif-else语句，后面都不执行了。

**问题（2）：**if语句中语句块没有缩进也是容易犯的错误，如下代码编译器会直接报错：

money = 1000      #首先定义一个变量
    if (money > 500):    
     print '吃大餐'    #这一行语句没有代码块，程序必定会报错，不能正常运行

还要保证同级语句缩进空格的绝对一致，即使只有一个空格的差别，它们已经表示不同的语句块了，错误的示范如下：

money = 1000      #首先定义一个变量
    if (money > 500):    
        print '吃大餐' 
             print '吃大餐'     #多了一个空格

**问题（3）：**对于使用其他语言转Python的朋友，由于习惯会经常忘记条件测试后面的冒号（感觉是在说我自己），需要多多注意。

## 二、Python的循环 ##

编写程序时经常有代码需要重复运行，Python提供了while和for进行循环。

### 1、while循环 ###

while循环可以根据条件进行判断，决定是否要循环执行语句块，语法如下：

while 循环语句:
        循环操作语句

**while语句的执行流程如下：**  
循环条件后面也要使用冒号，然后缩进写循环操作语句，先判断条件是否成立，如果为True，则执行循环操作语句，如果为False，则跳出循环

i = 1            #定义一个变量
    sum = 0      #定义一个变量
    while i <= 3:       #测试条件是变量“i”小于或等于3，则执行下面循环体中的语句
        print ('请输入第%d个月的工资：' %i)            #等待键盘输入工资，并赋值给变量“i”
        sum = sum + int(input())       #将上面键盘输入的工资数和变量sum相加，并在赋值给变量sum
        i = i + 1  #执行一次变量“i”的值就+1。
    #执行至此，然后返回去再进行判断，变量“i”是否小于或等于3，如果是，则再执行一遍循环语句；
    #如果不是，则跳出循环，执行下面的语句
    #注意，以下都没有缩进了，已经不属于while循环了
    month = i - 1      #当循环条件不成立时，“i”的值都已经为4了，所以这里要减去1，并赋值给变量month
    avg = sum / month       #把3个月的工资总和除以月份，就是平均工资
    print ('近%d个月的平均工资是%d' %(month,avg))             #输出平均工资信息
    #在上面的输出语句中，“%d”表示将后面的%(month,avg）这两个变量的值，依次赋值给语句中的两个“%d”

执行的结果如下：

请输入第1个月的工资：             #手动依次输入进三个月的工资
    11000
    请输入第2个月的工资：
    12000
    请输入第3个月的工资：
    13000
    近3个月的平均工资是12000      #最后的输出结果，OK！没问题。

**字符串的格式化输出介绍**

在上面的脚本中，使用了字符串的格式化输出，就是“%d”，字符串的格式化是将若干值插入带有“%”替代符的字符串中，从而可以动态地输出字符串，在上面的Python脚本中，字符串中的“%d”表示插入的是一个整型数据，字符串后面的“%i”表示取的是变量“i”的值。

字符串格式化中可以使用的替代符除了“%d”,还有其他替代符，如下：

![Python条件与循环][Python 3]

上面三种替换符的使用情况：  
（1）每行字符串中单个替代符的使用：

#脚本如下：
    num = 5
    numstr = "五"
    numF = 5.55
    print ("第%d名"%num)
    print ("第%s名"%numstr)
    print ("第%f名"%numF)
    #执行结果如下：
    第5名
    第五名
    第5.550000名

（2）字符串中还可以使用多个替代符，对应的变量使用元组即可，示例如下：

#脚本如下：
    first = 1
    second = 2
    print ("第%d名和第%d名"%(first,second))
    #执行结果如下：
    第1名和第2名

使用多个替代符时，注意顺序不要放错，否则可能会出现类型不匹配的问题。

（3）还可以使用字典格式化多个值，如下：

#代码如下：
    num = {"first":1,"second":2}             #定义一个字典
    print ( "第%(second)d名和第%(first)d名"%num )
    #执行结果如下：
    第2名和第1名

在上面代码中，因为字典是无序的，所以使用字典时需要把键指出来，明确哪个位置要用到哪个键值。

**while循环的嵌套使用**

while循环可以嵌套使用，示例代码如下：

#代码如下：
    j = 1
    prompt = '请输入员工姓名:'
    while j <= 2:
        sum = 0
        i = 1
        name = raw_input(prompt)
        while i <= 3:
            print '请输入第%d月的工资：' %i
            sum = sum +input()
            i = i + 1
        i = i - 1
        avg = sum / i
        print '%s的近%d个月的平均工资是：%d' %(name,i,avg)
    #执行结果如下：
    请输入员工姓名:张三
    请输入第1月的工资：
    11000
    请输入第2月的工资：
    12000
    请输入第3月的工资：
    13000
    张三的近3个月的平均工资是：12000
    请输入员工姓名:李四
    请输入第1月的工资：
    7000
    请输入第2月的工资：
    8000
    请输入第3月的工资：
    9000
    李四的近3个月的平均工资是：8000
    员工平均工资计算完成！

在上面的代码中，外层循环（第一个while语句）用于输入员工姓名，用变量j控制循环的次数，共2次；内层循环（第二个while语句）用于输入近三个月的工资，用变量i控制，也就是在外层循环输入一个名字后，需要输入3次月工资，然后输出这个员工的平均工资，一共可以输入两个员工。第四行的代码放在了外层循环，是对sum变量做了清零，是因为每次输入一个人的近三个月的成绩后，sum都需要清零处理，以便计算下一个人的工资。如果不这样，之前的sum值就会保存，程序就无法达到预期的目的。

### 2、for循环 ###

for循环是另一种用于控制循环的方式，while是使用条件判断执行循环，而for是使用遍历元素的方式进行循环。

**（1）for循环的几种方式**

for的语法结构如下：

for  变量 in 集合:
        语句块

**常用的有以下几种使用方式：**

**1）**for循环可以对字符串进行遍历，逐个获得字符串的每个字符，示例如下：

#代码如下：
    for letter in 'Python':
        print 'Current letter:%s' %letter
    #执行结果如下：
    Current letter:P
    Current letter:y
    Current letter:t
    Current letter:h
    Current letter:o
    Current letter:n

上面的代码中“for letter in 'Python' :”的作用是对“Python”字符串的字符逐个遍历，把字符赋值给变量letter，然后执行for对应的语句块，直到字符串取值完毕。看执行结果就知道怎么回事咯，这里就不啰嗦了。

**2）**for循环可以对列表和元组进行遍历，如下：

#代码如下：
    Python = ['西瓜','苹果','香蕉']
    for letter in Python:
        print letter
    #执行结果如下：
    西瓜
    苹果
    香蕉

语句“for letter in Python:”的作用就是遍历列表中的元素，把元素赋值给letter，输出语句每次输出一个水果。

**3）**需要循环操作的内容相同时，可以用for循环结合range（）函数使用，如下：

#代码如下：
    for i in range(0,5):
        print '每天进步一点点。'
    #执行结果如下：
    每天进步一点点。
    每天进步一点点。
    每天进步一点点。
    每天进步一点点。
    每天进步一点点。

range（0,5）输出的是一个列表，由第一个参数0开始，默认每次加1，当大于或等于第二个参数时结束，所以列表中不包括第二个参数值。range（）函数中还可以写入第三个参数，如：range（0,5,2），意思是每次加2，最后的列表值是“\[0,2,4\]”，所以range（）函数的作用是创建一个数字列表，取值范围是从起始数字开始到结束数字之前的内容。for循环可以对列表进行遍历，所以可以针对range（）函数的结果进行遍历。

**4）**for循环示例：

#代码如下：
    subjects = ('python','mysql','linux')
    sum = 0
    for i in subjects:
        print '请输入%s的测试成绩：' %i
        score = input()
        sum +=score                  # 与sum = sum+score效果一样
    avg = sum / len(subjects)
    print '张三的平均测试成绩为%d' %avg
    #执行结果如下：
    请输入python的测试成绩：
    80
    请输入mysql的测试成绩：
    90
    请输入linux的测试成绩：
    100
    张三的平均测试成绩为90

上面代码的作用是接收3门课程的成绩，计算输出平均成绩，使用for循环遍历测试列表subjects，接受测试成绩后使用sum累加，最后输出平均成绩。

**5）**for循环嵌套举例

#代码如下：
    staffs = ['张三','李四']
    months = ['1','3','5']
    for staff in staffs:
        sum = 0
        for month in months:
            print '请输入%s的第%s个月的工资：' %(staff,month)
            sum = sum + input()
        avg = sum / len(months)
        print '%s的平均工资是%d' %(staff,avg)
    #执行结果如下：
    请输入张三的第1个月的工资：
    11000
    请输入张三的第3个月的工资：
    12000
    请输入张三的第5个月的工资：
    13000
    张三的平均工资是12000
    请输入李四的第1个月的工资：
    21000
    请输入李四的第3个月的工资：
    22000
    请输入李四的第5个月的工资：
    23000
    李四的平均工资是22000

上面代码中，第一次循环对员工姓名进行了遍历，第二层循环对所指定的月份进行了遍历。

**6）**任何语言中都有逻辑表达式，它是用逻辑运算符和变量连接起来的表达式，逻辑运算符如下所示：

![Python条件与循环][Python 4]

**逻辑运算符的使用举例：**

**举例1：**

>>> print (not True)
    False
    >>> print (True and False)
    False
    >>> print (True or False)
    True

**举例2：**

>>> score = 180
    >>> if (score < 0 or score > 100):   #如果score小于0或大于100，那么就为真
        print '成绩错误，不能小于0或大于100'
    
    成绩错误，不能小于0或大于100
    >>> if (not (score > 0 and score < 100)):     #如果score不大于0并且不小于100，那么就为真。
        print '成绩错误，不能小于0或大于100'
    
    成绩错误，不能小于0或大于100

## 三、循环的控制 ##

当使用while和for做循环操作时，有时候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实现，循环控制语句有break和continue。

### 1、break（中断） ###

当循环的语句块中有break语句时，可以跳出整个循环，相当于shell中的exit。示例如下：

#代码如下：
    staffs = ['张三','李四']
    months = ['1','3','5']
    for staff in staffs:
        sum = 0
        for month in months:
            print '请输入%s的第%s个月的工资：' %(staff,month)
            score = input()
            if (score < 0 or score > 50000):   
                print '输入的工资要大于0或者小于50000，循环退出'
                break;     # break语句，跳出这个循环
            sum += score
        avg = sum / len(months)
        print '%s的平均工资是%d' %(staff,avg)
    #执行结果如下：
    请输入张三的第1个月的工资：
    50001             #输入了一个比50000大的数字
    输入的工资要大于0或者小于50000，循环退出
    张三的平均工资是0
    请输入李四的第1个月的工资：

### 2、continue（继续） ###

continue和break的区别在于：continue它不是结束整个循环，而是跳过当前一轮的循环体剩余语句，重置测试循环状态，准备进入下一轮循环，如下：

#代码如下：
    staffs = ['张三','李四']
    months = ['1','3','5']
    for staff in staffs:
        sum = 0
        i = 0
        while (i < len(months)):
            print '请输入%s的第%s个月的工资：' %(staff,months[i])
            score = input()
            if (score < 0 or score > 50000):
                print '输入的工资要大于0或者小于50000，请重新输入。'
                continue;
            sum += score
            i += 1
        avg = sum / len(months)
        print '%s的平均工资是%d' %(staff,avg)
    #执行结果如下：
    请输入张三的第1个月的工资：
    50001
    输入的工资要大于0或者小于50000，请重新输入。
    请输入张三的第1个月的工资：
    30000
    请输入张三的第3个月的工资：
    25000
    请输入张三的第5个月的工资：
    60000
    输入的工资要大于0或者小于50000，请重新输入。
    请输入张三的第5个月的工资：
    20000
    张三的平均工资是25000
    请输入李四的第1个月的工资：

在上面代码中，第一层循环使用for循环遍历员工，第二层使用while循环遍历月份，使用continue是跳到离它最近的循环的下一轮，也就是第二层的while循环，如果while中的if条件测试不成立，那么将执行continue后，代码中的“ i+=1 ”，并没有执行，就又重新执行while循环，所以再次调用时同样的月份，以便重新输入。这种方式在比较人性化。

## 四、Python的循环综合示例 ##

> 示例需求如下：
> 
>  *  显示操作的菜单，有3个选项，分别用字母N、E、Q表示；
>  *  N表示输入新的用户名和密码；
>  *  E表示使用用户名和密码登录；
>  *  Q表示退出程序。

**1、完整脚本如下所示：**

#代码如下：
    kgc = {}
    prompt = '''
        (N) ew user login
        (E) ntering user login
        (Q)uit
    Enter choice:'''
    while True:
        choice = raw_input(prompt).strip()[0].lower()
        print '\n--You picked : [%s]' %choice
        if choice not in 'neq':
            print '--invalid option,try again--'
        else:
            if choice=='n':
                prompt1 = 'login desired:'
                while True:
                    name = raw_input(prompt1)
                    if(kgc.has_key(name)):
                        prompt1 = '--name taken,try another:'
                        continue
                    else:
                        pwd = raw_input('password:')
                        kgc[name] = pwd
                        break
            elif choice =='e':
                name = raw_input('login:')
                pwd = raw_input('password:')
                password = kgc.get(name)
                if password == pwd:
                    print '--welcome back--',name
                else:
                    print '--login incorrect--'
            else:
                print 'quit'
                break
    #执行结果如下：
    
        (N) ew user login
        (E) ntering user login
        (Q)uit
    Enter choice:N
    
    --You picked : [n]
    login desired:张三
    password:123
    
        (N) ew user login
        (E) ntering user login
        (Q)uit
    Enter choice:e
    
    --You picked : [e]
    login:张三
    password:123
    --welcome back-- 张三
    
        (N) ew user login
        (E) ntering user login
        (Q)uit
    Enter choice:q
    
    --You picked : [q]
    quit
    >>>

**2、解释代码的作用及含义：**

kgc = {}             #首先定义一个空字典，用于存放新建的用户及密码
    prompt = '''                #这是一段提示信息，三引号表示若需要输入多行内容时使用。
        (N) ew user login
        (E) ntering user login
        (Q)uit
    Enter choice:'''
    while True:                  #条件是永远为真
        choice = raw_input(prompt).strip()[0].lower()  
    #上面一段是等待键盘输入的字符串（n、q、e），strip()函数去掉字符串前后的空格，然后取第一个字符。
    #函数lower（）的作用是将字符变成小写字母，为后面的条件判断做准备
        print '\n--You picked : [%s]' %choice    #换行输出提示信息，提示你刚刚输入的是什么。
        if choice not in 'neq':       #如果输入的不是neq这三个字符其中之一
            print '--invalid option,try again--'           #那么输出一段错误提示信息
        else:     #否则执行下面的内容
            if choice=='n':        #如果输入的是“n”
                prompt1 = 'login desired:'     #定义一个提示信息的变量
                while True:                  #进行while循环
                    name = raw_input(prompt1)  #等待键盘输入用户名，提示信息就是上面定义的prompt1变量
                    if(kgc.has_key(name)):   #如果输入的用户名已存在字典中，
                        prompt1 = '--name taken,try another:'     #重新定义一下提示信息的变量内容       
                        continue     #然后执行continue语句，重新进行循环
                    else:          #反之
                        pwd = raw_input('password:')      #继续输入用户的密码
                        kgc[name] = pwd        #然后将用户名和密码写入字典中
                        break       #while循环结束
            elif choice =='e':               #如果输入的“e”
                name = raw_input('login:')     #那么等待键盘输入用户名，提示信息为“login”
                pwd = raw_input('password:')  #等待键盘输入密码，raw_input（）括号中的内容时提示信息
                password = kgc.get(name)    #查询字典中的用户名对应的密码和输入的密码是否一致
                if password == pwd:     #如果一致
                    print '--welcome back--',name      #则输出欢迎信息
                else:     #反之
                    print '--login incorrect--'       #输出错误
            else:     #如果输入的不是n也不是e，又在neq三个字符中，那么输出的肯定是q了
                print 'quit'    #所以就退出咯
                break         #所以就退出咯

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[Python 1]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/18/ec5f1a624ae94397a0775daee4f54c12.png
[Python 2]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/18/b5fd7180872e4f8c89f4625b0074b1fe.png
[Python 3]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/18/b52fe0d0823e4d8eb1618ffa2ce82722.png
[Python 4]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/18/cdc86e18d42a4a69b267a498536368bc.png