Python數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用 課件 第4章 三大流程控制結(jié)構(gòu)

第4章

三大流程控制結(jié)構(gòu)序《Python數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用》特征：有窮性確定性評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：正確性可讀性健壯性（Robust，魯棒性）高效率與低存儲要求定義：對特定問題求解步驟的一種描述，它是指令的有限序列,其中每一條指令表示一個(gè)或多個(gè)操作。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)+算法=程序算法可執(zhí)行性有輸入、輸出算法規(guī)范的方法：自然語言、流程圖、N-S結(jié)構(gòu)流程圖、偽代碼。（1）自然語言：人們?nèi)粘Ｉ钪械恼Z言，用自然語言通俗易懂，容易被人接受。（2）流程圖的基本構(gòu)成：起至框輸入輸出判斷框處理框或流程線連接點(diǎn)注釋框流程圖的三種基本結(jié)構(gòu)aABb順序結(jié)構(gòu)先執(zhí)行A,

再執(zhí)行B.若P為真,則執(zhí)行A,

否則執(zhí)行B.若P為真,則執(zhí)行A,

否則跳過A.aAYNBpabAPNYb選擇結(jié)構(gòu)流程圖的三種基本結(jié)構(gòu)ApNY當(dāng)型循環(huán)結(jié)構(gòu)abApYNba直到型循環(huán)先執(zhí)行A,再判斷,若P為真,反復(fù)執(zhí)行A,P為假時(shí)出循環(huán)。當(dāng)P為真,反復(fù)執(zhí)行A,P為假時(shí)出循環(huán)。N-S流程圖去掉了箭頭，算法寫在一個(gè)矩形框里。它也有三種結(jié)構(gòu)：順序、選擇和循環(huán)（3)N-S結(jié)構(gòu)流程圖AB順序結(jié)構(gòu)pyesnoAB選擇結(jié)構(gòu)當(dāng)p成立A當(dāng)型循環(huán)A

當(dāng)p成立直到型循環(huán)

任何程序均可以由“順序”、“選擇”和“循環(huán)”這三種基本結(jié)構(gòu)通過有限次的組合與嵌套來描述。

任何程序設(shè)計(jì)語言均由這三種基本結(jié)構(gòu)組成，其差別在于具體語法的形式不同，而原理是相同的。程序的基本結(jié)構(gòu)共同特點(diǎn)：單入口、單出口三種結(jié)構(gòu)之間可以是順序關(guān)系、平行關(guān)系，也可以互相嵌套，通過結(jié)構(gòu)之間的復(fù)合形成復(fù)雜的關(guān)系。三種基本結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)數(shù)據(jù)的輸入和輸出(InputandOutput)

一般一個(gè)程序分為三步進(jìn)行：輸入原始數(shù)據(jù)、進(jìn)行計(jì)算處理和輸出運(yùn)算結(jié)果

。（1）標(biāo)準(zhǔn)輸入input（）

input([提示字符串])input()在Python2.x中，函數(shù)返回結(jié)果的類型由輸入時(shí)使用的界定符來決定。>>>x=input("Pleaseenteryourinput:")Pleaseenteryourinput:5

>>>x=input("Pleaseenteryourinput:")Pleaseenteryourinput:'5'

>>>x=input("Pleaseenteryourinput:")Pleaseenteryourinput:[1,2,3]

>>>x=input("Pleaseenteryourinput:")Pleaseenteryourinput:(1,2,3)input（）

如果要輸入數(shù)值類型數(shù)據(jù)，可以使用類型轉(zhuǎn)換函數(shù)將字符串轉(zhuǎn)換為數(shù)值。>>>x=int(input(“pleaseinputyourinput:”))pleaseinputyourinput:5>>>print(type(x))<class'int'>說明：x接受的是字符串5，通過int（）函數(shù)將字符串轉(zhuǎn)換為整型。（2）標(biāo)準(zhǔn)輸出在Python2.x中使用的是print語句輸出在Python3.x中使用的是print（）函數(shù)輸出print（）函數(shù)的一般形式為：print（[輸出項(xiàng)1，輸出項(xiàng)2，....,輸出項(xiàng)n][,sep=分隔符][,end=結(jié)束符]）說明：輸出項(xiàng)之間用逗號分隔，沒有輸出項(xiàng)時(shí)輸出一個(gè)空行。sep表示輸出時(shí)候各個(gè)輸出項(xiàng)之間的分隔符，end表示輸出時(shí)的結(jié)束符。（2）標(biāo)準(zhǔn)輸出print函數(shù)從左求出至右各輸出項(xiàng)的值，并將各輸出項(xiàng)的值依次顯示在屏幕的同一行上。>>>x,y=2,3>>>print(x,y)23>>>print(x,y,sep=':')2:3>>>print(x,y,sep=':',end='%)2:3%(3)格式化輸出1.字符串格式化%格式控制字符串%（輸出項(xiàng)1，輸出項(xiàng)2，...輸出項(xiàng)）（1）常規(guī)字符：包括可顯示的字符和用轉(zhuǎn)義字符表示的字符。（2）格式控制符：以%開頭的一個(gè)或多個(gè)字符，以說明輸出數(shù)據(jù)的類型、形式、長度、小數(shù)位數(shù)等。例如：print（“sum=%d”%x）print（）格式化說明4d或i十進(jìn)制格式o八進(jìn)制格式x、X十六進(jìn)制格式c一個(gè)字符格式s字符串格式f實(shí)數(shù)格式e或E指數(shù)格式g或G1235678e和f中較短一種格式2.附加格式說明符m：域?qū)?，十進(jìn)制整數(shù)，用以描述輸出數(shù)據(jù)所占寬度。n：附加域?qū)挘M(jìn)制整數(shù)，用于指定實(shí)型數(shù)據(jù)小數(shù)部分的輸出位數(shù)?！狠敵鰯?shù)據(jù)左對齊，默認(rèn)為右對齊+：輸出正數(shù)時(shí)，也以+號開頭#：作為o，x的前綴時(shí)，輸出結(jié)果前面加上前導(dǎo)符號0，,0x格式化輸出：>>>year=2017>>>month=1>>>day=28>>print('%04d-%02d-%02d'%(year,month,day))2017-01-28

>>>value=8.123>>print('%06.2f'%value)008.12>>>print('%d'%10)10>>>print('%o'%10)12>>>print('%02x'%10)0a>>>print('%04X'%10)000A>>>print('%.2e'%1.2888)1.29e+00順序程序設(shè)計(jì)舉例【例1】從鍵盤輸入一個(gè)3位整數(shù)，分離出它的個(gè)位、十位和百位并分別在屏幕輸出。x=int(input(“請輸入一個(gè)3位整數(shù):”))a=x//100b=(x-a*100)//10c=x%10print(“百位=%d，十位=%d，個(gè)位=%d”%(a,b,c))程序運(yùn)行結(jié)果如下：請輸入一個(gè)3位整數(shù):235百位=2，十位=3，個(gè)位=5順序程序設(shè)計(jì)舉例

例2：已知三角形三條邊的邊長（為簡單起見，假設(shè)這三條邊可以構(gòu)成三角形），求三角形的面積。分析：三角形面積=其中，a、b、c是三角形三邊的邊長，p是三角形周長的一半importmatha=float(input("請輸入三角形的邊長a："))b=float(input("請輸入三角形的邊長b："))c=float(input("請輸入三角形的邊長c："))p=(a+b+c)/2area=math.sqrt(p*(p-a)*(p-b)*(p-c));print(str.format(“三角形的面積=%f”%area))學(xué)習(xí)要點(diǎn)：1、理解算法的概念。2、掌握描述算法的圖形工具：流程圖、N-S圖。掌握使用N-S圖描述算法。3、掌握程序流程的三種基本結(jié)構(gòu)：順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)。4、掌握常用的I/O函數(shù)，重點(diǎn)掌握input、print函數(shù)的控制格式。上機(jī)作業(yè)：1.輸入長方形的長和寬，計(jì)算面積并輸出。2.從鍵盤輸入一個(gè)3位整數(shù)n，輸出其逆序數(shù)m。例如輸入n=128,則m=821。3.輸入三個(gè)浮點(diǎn)數(shù)，求它們的平均值并保留一位小數(shù)輸出。第4章

三大流程控制結(jié)構(gòu)序《Python數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用》單分支選擇結(jié)構(gòu)形式：if表達(dá)式:

語句1.簡單的if語句expATFexpyesnoAc=input("Pleaseinputcharacter:")ifc>='a'andc<='z':

c=ord(c)-32print("%c\n"%c)例：將小寫字母轉(zhuǎn)換為大寫字母思考：若將大寫字母轉(zhuǎn)換為小寫字母.單分支選擇結(jié)構(gòu)例:輸入三個(gè)整數(shù)x,y,z，把這三個(gè)數(shù)由小到大輸出x,y,z=eval(input(‘請輸入x、y、z:’))ifx>y:

x,y=y,xifx>z:

x,z=z,xify>z:

y,z=z,yprint(x,y,z)輸出x,y,x的值交換x,zx>z交換x,yx>y輸入x,y,zYNYN交換y,zy>zYN思考：如果要將三個(gè)數(shù)從大到小輸出，程序該如何編寫?雙分支選擇結(jié)構(gòu)形式：

if表達(dá)式:

語句Aelse:語句B1.語句的一般語法格式：if---elseexpABTFexpyesnoAB例:求輸入的兩個(gè)整數(shù)的最小值x,y=eval(input(‘請輸入x、y:’))ifa<b:min=aelse:min=bprintf(“Theminimumis%d”%min)輸入a,bmin=a;a<bYNmin=b;輸出最小值min例:一個(gè)5位數(shù)，判斷它是不是回文數(shù)，即12321

是回文數(shù)，個(gè)位與萬位相同，十位與千位相同。

分析：分解出每一位數(shù)（萬位、千位、十位和個(gè)位），然后判斷。

x=int(input('請輸入x:'))wan=x//10000;qian=x%10000//1000;shi=x%100//10;ge=x%10;ifge==wanandshi==qian:print("Itispalindromicnumber!\n")else:print("Itisnotpalindromicnumber!\n")shi=x%100//10輸出不是回文N輸出是回文Yge=x%10qian=x%10000//1000wan=x//10000輸入xwan==geandqian==shi多分支選擇結(jié)構(gòu)

if語句的擴(kuò)展形式：if-elseif-elseIfexp1:

選擇體1elifexp2:

選擇體2……elifexpn:

選擇體nelse:

選擇體n+1exp1選擇1TFexp2exp3選擇n+1選擇3選擇2TTFF……例:編寫程序計(jì)算函數(shù)值2x+1(1<=x<10)3x+1(x>=10)y=x(x<1)x=int(input("pleaseinputx:"))ifx<1:y=xelifx<10:y=2*x+1else:y=3*x+1print("Theresultis%d"%y)輸入xy=x;x<1Y輸出函數(shù)值yYy=2x+1y=3x+11<=xandx<10NNif表達(dá)式1:

if表達(dá)式2:

語句1

else:

語句2else:

if表達(dá)式3:

語句3else:

語句4內(nèi)嵌if內(nèi)嵌if選擇結(jié)構(gòu)嵌套if語句的嵌套：如果if的內(nèi)嵌語句中又使用了一個(gè)if語句，則構(gòu)成if語句的嵌套。例:購買地鐵車票的規(guī)定如下：乘1-4站，3元/位；乘5-9站，4元/位；乘9站以上，5元/位。輸入人數(shù)、站數(shù)，輸出應(yīng)付款。Falsem<=4True開始輸出應(yīng)付款結(jié)束輸入人數(shù)n、站數(shù)mm<=9pay=4*npay=5*nTrueFalsen,m=input(‘請輸入人數(shù)，站數(shù):')ifm<=4:pay=3*nelse:

ifm<=9:pay=4*n

else:pay=5*nprint('應(yīng)付款：',pay)例:輸入一個(gè)整數(shù)，判斷它是否為水仙花數(shù)。所謂水仙花數(shù)，是指這樣的一些三位整數(shù)：各位數(shù)字的立方和等于該數(shù)本身，例如153=13+53+33，因此153是水仙花數(shù)。選擇結(jié)構(gòu)程序舉例x=input('請輸入三位整數(shù)x：')a=x//100b=(x-a*100)//10c=x-100*a-10*bifx==a**3+b**3+c**3:print(x,'是水仙花數(shù)')else:print(x,'不是水仙花數(shù)')第4章

三大流程控制結(jié)構(gòu)《Python數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用》循環(huán)結(jié)構(gòu)的基本類型

當(dāng)型循環(huán)while,forexpAFT5.1while語句(當(dāng)型循環(huán))特點(diǎn)：先判斷，再執(zhí)行while語句的語法格式：注意：

循環(huán)體可能一次也不執(zhí)行。

循環(huán)體可為任意類型語句。

退出while循環(huán)的情況:exp不成立循環(huán)體內(nèi)遇break,return,exit等。exp循環(huán)體FTwhileexp:

循環(huán)體在while語句中使用else子句Python可以在循環(huán)語句中使用else子句，即構(gòu)成了while.......else循環(huán)結(jié)構(gòu)。whileexp:

循環(huán)體else:

語句while....else循環(huán)結(jié)構(gòu)例如：count=int(input())whilecount<5: print(count,”islessthan5”) count=count+1else: print(count,”isnotlessthan5”)程序運(yùn)行結(jié)果88isnotlessthan5例:求1）問題分析：

sum,n=0,1n<=100sum=sum+nn=n+1YN輸出sum結(jié)束開始sum=1+2+…+100

100個(gè)數(shù)

循環(huán)語句：循環(huán)變量初始化：循環(huán)控制條件：循環(huán)體：循環(huán)變量的修改：n＝1n<=100sum+=nn=n+1例:求sum,n=0,1whilen<=100:

sum=sum+n

n=n+1

printf("1+2+3+....+100=",sum)循環(huán)語句四要素：循環(huán)（控制）變量初始化循環(huán)控制條件循環(huán)體（關(guān)鍵是找規(guī)律）循環(huán)變量的修改運(yùn)行結(jié)果：1+2+3.......+100=5050while語句對于while語句的用法，要注意以下幾點(diǎn)：（1）如果while后面表達(dá)式的值一開始就為假，則循環(huán)體一次也不執(zhí)行。（2）循環(huán)體中的語句可以任意類型的語句。（3）遇到下列情況，退出while循環(huán)：

A表達(dá)式不成立

B循環(huán)體內(nèi)遇到break、return語句。

例:從鍵盤輸入若干個(gè)數(shù)，求所有正數(shù)之和。當(dāng)輸入負(fù)數(shù)時(shí)，程序結(jié)束。輸入xsum=0x>=0sum=sum+xYN輸出sum結(jié)束開始

循環(huán)語句四要素：循環(huán)變量初始化：循環(huán)控制條件：循環(huán)體：循環(huán)變量的修改：輸入x的值x>=0sum=sum+x

輸入x的值輸入x

例:從鍵盤輸入若干個(gè)數(shù)，求所有正數(shù)之和。當(dāng)輸入0或負(fù)數(shù)時(shí)，程序結(jié)束sum=0x=input(“請輸入正整數(shù):")whilex>=0: sum=sum+x x=input(“請輸入正整數(shù):")

printf("sum=",sum)例題：輸入一個(gè)正整數(shù)x，如果x滿足0<x<99999,則輸出x是幾位數(shù)并輸出x個(gè)位上的數(shù)字。x=int(input(“Pleaseinputx:”);ifx>=0andx<99999; i=x n=0whilei>0: i=i//10 n=n+1 a=x%10 print(“%d是%d位數(shù)，它的個(gè)位上數(shù)字是”%(x,n,a))else:print(“輸入錯(cuò)誤！”)5.1while語句——說明while語句之前必須預(yù)先設(shè)置判斷的初始條件

防止“死循環(huán)”的發(fā)生在循環(huán)體中必須有使循環(huán)趨向結(jié)束的操作，即在循環(huán)體中要有能讓邏輯表達(dá)式值改變的語句

正確使用縮進(jìn)當(dāng)循環(huán)體中含多條語句時(shí),需用縮進(jìn)這些多條語句，而且縮進(jìn)一定要符合邏輯關(guān)系在循環(huán)體中，語句的先后位置必須符合邏輯否則會影響運(yùn)算結(jié)果。5.2for語句結(jié)構(gòu)1.for語句一般形式：for目標(biāo)變量in序列對象：

循環(huán)體語句說明：

for語句的首行定義了目標(biāo)變量和遍歷的序列對象，后面是需要重復(fù)執(zhí)行的語句塊。語句塊中的語句要向右縮進(jìn)，且縮進(jìn)量要一致。注意：（1）for語句是通過遍歷任意序列的元素來建立循環(huán)的。（2）for語句也支持一個(gè)可選的else塊，一般格式如下：

for目標(biāo)變量in序列對象：

語句塊 else：

語句2.range對象在for循環(huán)中的應(yīng)用range函數(shù)返回的是可迭代對象，range（）函數(shù)的一般格式為：

range（[start,]end[,step]）

rang()函數(shù)共有三個(gè)參數(shù)，start和step是可選的，start表示開始，默認(rèn)值為0，end表示結(jié)束，step表示每次跳躍的間距，默認(rèn)值為1。函數(shù)的功能是從一個(gè)start參數(shù)的值開始，到end參數(shù)的值結(jié)束的數(shù)字序列。傳遞一個(gè)參數(shù)的range()函數(shù)：>>>foriinrange(5): print(i)傳遞兩個(gè)參數(shù)的range()函數(shù)：>>>foriinrange(2,4): print(i)傳遞三個(gè)參數(shù)的range()函數(shù)：>>>foriinrange(2,20,3): print(i)range（）例用for循環(huán)求sum=0foriinrange(101): sum=sum+iprint(“1+2+3+....+100”,sum)sum=0foriinrang(101):sum=sum+i輸出summ=int（input(“請輸入要判斷的正整數(shù)m”)）flag=1foriinrange(2,m): ifm%i==0: flag=0 i=mifflag==1:print(“%d是素?cái)?shù)”%m)else: print(“%d不是素?cái)?shù)”%m)例判斷m是否為素?cái)?shù)。5.3循環(huán)嵌套

循環(huán)的嵌套，又稱多層循環(huán)，應(yīng)用于多個(gè)變量同時(shí)變化的情況。說明：1.外層循環(huán)可包含兩個(gè)以上內(nèi)循環(huán)

2.嵌套的循環(huán)的執(zhí)行流程5.3循環(huán)嵌套

注意：while、for循環(huán)語句可以并列,也可以相互嵌套,但要層次清楚,不能出現(xiàn)交叉多重循環(huán)程序執(zhí)行時(shí)，外層循環(huán)每執(zhí)行一次，內(nèi)層循環(huán)都需要循環(huán)執(zhí)行多次。

外循環(huán)執(zhí)行了6次內(nèi)循環(huán)執(zhí)行10次循環(huán)正常結(jié)束時(shí)，內(nèi)循環(huán)執(zhí)行了

10×6=60次foriinrange(6):forjinrange(10):……

5.3循環(huán)嵌套循環(huán)語句while和for可以相互嵌套。在使用循環(huán)嵌套時(shí)，應(yīng)注意以下幾個(gè)問題：（1）外層循環(huán)和內(nèi)層循環(huán)控制變量不能同名，以免造成混亂。（2）循環(huán)嵌套的縮進(jìn)在邏輯上一定要注意，以保證邏輯上的重要性。（3）循環(huán)嵌套不能交叉，即在一個(gè)循環(huán)體內(nèi)必須完整地包含另一個(gè)循環(huán)，如圖5.10所示的循環(huán)嵌套都是合法的嵌套形式。循環(huán)嵌套在使用中的重點(diǎn)內(nèi)容能夠正確判斷內(nèi)層循環(huán)體的范圍能夠正確判斷內(nèi)層循環(huán)體的執(zhí)行次數(shù)注意內(nèi)層循環(huán)的初值設(shè)定能正確處理內(nèi)層循環(huán)與外層循環(huán)變量的關(guān)系5.3循環(huán)嵌套例：輸出九九表，輸出格式如下：1*1=11*2=22*2=41*3=32*3=63*3=91*4=42*4=83*4=124*4=161*5=52*5=103*5=154*5=205*5=251*6=62*6=123*6=184*6=245*6=306*6=361*7=72*7=143*7=214*7=285*7=356*7=427*7=491*8=82*8=163*8=244*8=325*8=406*8=487*8=568*8=641*9=92*9=183*9=274*9=365*9=456*9=547*9=638*9=729*9=81foriinrange(1,10,1): forjinrange(1,i+1,1)： print(“%d*%d=%2d”%(j,i,i*j),end=””) print(“”)例：找出所有的三位數(shù)，要求它的各位數(shù)字的立方和正好等于這個(gè)三位數(shù)。例如：153=13+53+33就是這樣的數(shù)。foriinrange(1,10):forjinrange(0,10):forkinrange(0,10):ifi**3+j**3+k**3==i*100+j*10+k:print("%d%d%d"%(i,j,k))程序運(yùn)行結(jié)果：153370371407例：求100~200之間的全部素?cái)?shù)。print("100~200之間的素?cái)?shù)有：")forminrange(100,200):

flag=1foriinrange(2,m):ifm%i==0:flag=0 i=mifflag==1:print(m,end="")

5.4循環(huán)控制語句

有時(shí)候我們需要在循環(huán)體中提前跳出循環(huán)，或者在某種條件滿足時(shí)，不執(zhí)行循環(huán)體中的某些語句而立即從頭開始新的一輪循環(huán)，這時(shí)就要用到循環(huán)控制語句break、continue和pass語句。一般格式

break功能

break語句用在循環(huán)體內(nèi)，迫使所在循環(huán)立即終止，即跳出所在循環(huán)體，繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)結(jié)構(gòu)后面的語句。（1）break語句……break……expNY分析：找出m與n中較小的一個(gè)，則最大公約數(shù)必在1與較小整數(shù)的范圍內(nèi)。使用for語句，循環(huán)變量i從較小整數(shù)變化到1。一旦循環(huán)控制變量i同時(shí)能被m與n整除，則i就是最大公約數(shù)，然后使用break語句強(qiáng)制退出循環(huán)。求兩個(gè)整數(shù)m與n的最大公約數(shù)。m,n=eval(input("請輸入兩個(gè)整數(shù)："))ifm<n:min=melse:min=nforiinrange(min,1,-1):ifm%i==0andn%i==0:print("最大公約數(shù)是：",i)break一般格式

continue功能在循環(huán)語句中強(qiáng)行提前結(jié)束本次循環(huán),

而不是終止循環(huán)。（2）continue語句……continue……expNY例求1～100之間的全部奇數(shù)之和。程序如下：x=y=0whileTrue:x+=1ifx%2==0:continueelifx>100:break

else:y+=xprint("y=",y)程序運(yùn)行結(jié)果：y=2500（3）pass語句pass語句是一個(gè)空語句，它不做任何操作，代表一個(gè)空操作，在特別的時(shí)候用來保證格式或是語義的完整性。例如下面的循環(huán)語句：foriinrange(5):pass該語句的確會循環(huán)5次，但是除了循環(huán)本身之外，它什么也沒做。例：pass語句應(yīng)用：逐個(gè)輸出“Python”字符串中的字符。forletterin"Python":ifletter=="o":passprint("Thisispassblock")print("CurrentLetter:",letter)print("End!")程序運(yùn)行結(jié)果：CurrentLetter:PCurrentLetter:yCurrentLetter:tCurrentLetter:hThisispassblockCurrentLetter:oCurrentLetter:nEnd!5.5循環(huán)結(jié)構(gòu)程序舉例例：利用下面的公式求的近似值，要求累加到最后一項(xiàng)小于10-6為止。程序如下：importmaths=1n=1.0t=1.0pi=0whilemath.fabs(t)>=1e-6:pi=pi+tn=n+2s=-st=s/npi=pi*4print("PI=%f"%pi)程序運(yùn)行結(jié)果：PI=3.141591例：“百錢百雞”問題。公雞5文錢一只，母雞3文錢一只，小雞3只一文錢，用100文錢買一百只雞，其中公雞、母雞、小雞都