Python基础 - 控制结构

控制结构: 顺序, 分支, 循环, 理解了, 其实编程就入门一半了.

条件表达式

条件表达式的值只要不是：0 、 None、 False、 空列表、 空元组、 空集合、 空字典、 空字符串、 空range对象、或其他空迭代对象，Python解释器均认为与True等价

关系运算符

1 < 2 < 3 # 等价于 1 < 2 and 2 < 3

True

1 < 2 > 3

False

1 < 3 > 2

True

if a = 3：  # 条件表达式中不允许使用赋值运算符

  File "<ipython-input-4-0f1e37a77edb>", line 1
    if a = 3：  # 条件表达式中不允许使用赋值运算符
         ^
SyntaxError: invalid syntax

关系运算符具有惰性计算的特点，只计算必须计算的值，而不是计算关系表达式中的每个表达式

1 > 2 < sdkfjs  # 后面的没有被运行哦， 程序没有报错呢

False

逻辑运算符

not and or 跟关系运算符类似，也具有短路（惰性）求值的特点，只计算必须计算表达式的值而非每个表达式的值
我总结如下：

                            exp1  and exp2:   

exp1 为True, 返回exp2的值（不论真假） # True: 除了0, None, False, 空序列（list/tuple/set/dict/str/range）等，都是True

exp2 不为True, 直接返回exp1的值
​
exp1 or exp2:

exp1 为True, 返回exp2的值（不论真假） # True: 除了0, None, False, 空序列（list/tuple/set/dict/str/range）等，都是True

exp2 不为True, 直接返回exp1的值
​

not and or 跟关系运算符类似，也具有短路（惰性）求值的特点，只计算必须计算表达式的值而非每个表达式的值
我总结如下：

                            exp1  and exp2 

exp1 为True, 返回exp2的值（不论真假） # True: 除了0, None, False, 空序列（list/tuple/set/dict/str/range）等，都是True

exp2 不为True, 直接返回exp1的值
​
exp1 or exp2

exp1 为True, 直接exp1的值

exp2 不为True, 返回exp2的值（不论真假）

在设计包含多个条件表达式时，若能大概预测不同条件失败的概率，并将多个条件根据and、or 逻辑运算符的短路求值来组织顺序，可以提高程序运行效率

3 and 5  # and: exp1 为真，返回exp2表达式的值，5

5

3 or 5  # or: exp1 为真， 直接返回exp1 的值 3

3

not 3  # 等价于 not True 即False

False

not 0  # 等价于 not False 即True

True

not None # 不是空，即True

True

# 用指定分隔符把多个字符串拼接成一个字符串，未指定则使用逗号

def str_join(char_list, sep=None):
    return (sep or ',').join(char_list)  # seq or ','  seq真，seq;  seq不真,返回‘，’的值

s = ['c', 'h', 'e', 'n', 'j', 'i', 'e']

print(str_join(s))
print(str_join(s, ':'))
print(str_join(s, "@"))

c,h,e,n,j,i,e
c:h:e:n:j:i:e
c@h@e@n@j@i@e

选择结构

单分支选择 if

if 为真，则执行if里面的代码，否则则不执行，继续往下走

s = input("Input two numbers;")

a, b = map(int, s.split(","))  # 用逗号分割，并解包，map成数字
if a > b:
    a, b = b, a  # 解包，交换两个变量的值
    
print(a, b)

Input two numbers;8,1
1 8

if 3 > 2 : print('ok')  # 可以写在一行，不过不建议

ok

双分支选择 if - else

# 鸡兔同笼问题

chicken_rabbit, sum_legs = map(int,input('Please enter the sum of chicken_rabbit and the sum of ：').split(','))  

rabbit = (sum_legs - chicken_rabbit * 2) / 2

if int(rabbit) == rabbit:  # 兔子是整数
    print("chicken: {0}, rabbit: {1}".format(int(chicken_rabbit - rabbit), int(rabbit)))
else:
    print("Sory,the data you inpurt is wrong, i can not calculate the result exactly.")

Please enter the sum of chicken_rabbit and the sum of ：77,100
chicken: 104, rabbit: -27

三元运算符： value if condtion else value2

a = 5

print(6) if a > 3 else print(5)

6

x = 6 if a > 10 else 9
x

9

多分支结构

if-elif-else

def func(score):
    if score > 100 or score < 0:
        return 'Wrong score must between 0 and 100'
    elif score >= 90:
        return 'A'
    elif score >= 80:
        return 'B'
    elif score >= 70:
        return 'C'
    elif score >= 60:
        return 'D'
    else:
        return 'E'

选择结构的嵌套

# 多层嵌套时候，一定要逻辑清晰， 名片管理系统，多练习练习

if exp1:
    state1
    if exp1.1:
        state1.1
    else:
        state1.2
else:
    if exp2:
        state2.1
    else:
        state2.2

# 重构func  数据类型思维，编程思维

def func(score):
    degree = 'DCBAE'
    if score > 100 or score < 0:
        return 'Wrong score must between 0 and 100'
    else:
        index = (score - 60) // 10  # (60, 0)(70, 1), (80, 2), (90, 3), (100,4), 恰好是作为索引
        if index < 0:
            return degree[-1]  # 不及格，去最后一位索引值 E
        else:
            return degree[index]

循环结构

while 循环 与 for 循环

i = 0  # 循环增量，默认为0
s = 0
while i <= 100:
    s = s + i
    
    i = i + 1  # 增量，防止死循环，与 while条件关联
    
print("1+2+3+...100的和为：", s)

1+2+3+...100的和为： 5050

s = 0
for i in range(1, 101):  # 遍历 1-100的序列
    s += i
    
print("1+2+3+...100的和为：", s)

1+2+3+...100的和为： 5050

sum(range(101))

5050

a_list = ['a', 'b', 'cj', 123]

for i,v in enumerate(a_list):
    print(i, v)

0 a
1 b
2 cj
3 123

for i in range(1, 101):
    if i % 7 == 0 and i % 5 != 0:   # 能被7整除，同时不能被5整除
        print(i, end=' ')
    

7 14 21 28 42 49 56 63 77 84 91 98 

打印 九九乘法表

for i in range(1, 10):
    for j in range(1, i+1):
        print("{0} * {1} = {2}".format(j, i, i * j), end='\t')
#         print("%d * %d = %d" % (j, i, i * j), end='\t')
    print()

1 * 1 = 1   
1 * 2 = 2   2 * 2 = 4   
1 * 3 = 3   2 * 3 = 6   3 * 3 = 9   
1 * 4 = 4   2 * 4 = 8   3 * 4 = 12  4 * 4 = 16  
1 * 5 = 5   2 * 5 = 10  3 * 5 = 15  4 * 5 = 20  5 * 5 = 25  
1 * 6 = 6   2 * 6 = 12  3 * 6 = 18  4 * 6 = 24  5 * 6 = 30  6 * 6 = 36  
1 * 7 = 7   2 * 7 = 14  3 * 7 = 21  4 * 7 = 28  5 * 7 = 35  6 * 7 = 42  7 * 7 = 49  
1 * 8 = 8   2 * 8 = 16  3 * 8 = 24  4 * 8 = 32  5 * 8 = 40  6 * 8 = 48  7 * 8 = 56  8 * 8 = 64  
1 * 9 = 9   2 * 9 = 18  3 * 9 = 27  4 * 9 = 36  5 * 9 = 45  6 * 9 = 54  7 * 9 = 63  8 * 9 = 72  9 * 9 = 81  

while/for - break/continue - else

• break: 通常配合if使用，当条件满足break则跳出循环，else 不会被执行
  
• continue: 当continue,不会跳出循环，而是忽略continue后面的代码，开始下一次循环
  
• while/for - else: 循环正常走完，没有被break，则执行else，否则，不执行else

# 计算小于100的最大素数（约数 只有1 和它本身）

for i in range(100, 1, -1):
    if i % 2 == 0:
        continue   # 偶数必然不会是素数，跳过，continue，进入下一次循环
#     for j in range(3, i):
    for j in range(3, int(i ** 0.5) + 1, 2):  # 质数分布，根号n + 1
        if i % j == 0: 
            break  # 还有其他约数，则跳出 当前j 的 for，后面没有代码了，则继续回到i 的 for ，外层继续循环
    else:
        print(i)  # 没有被break，正常走完，则执行else
        # 结束外循环
        break
        

97

举个栗子

• 输入若干成绩，求（输出）所有成绩平均分
  
• 每次输入一个成绩后，询问是否继续输入下一次成绩
  
• 回答yes就继续，no就停止输入

score = []  # 存放每个成绩
while True: # 成绩输入校验
    try:
        num = input("请输入一个成绩：")
        score.append(float(num))
    except:
        print("您输入的不是合法成绩哦")
        
    while True: # 第二次输入 yes/no 校验
        cmd = input("继续输入吗? (yes/no)").lower()  # 都转为小写判断,lower(),数字，特殊字符，不影响
        # 输入判断
        if cmd not in ('yes', 'no'):
            print("只能输入 yes 或 no 哦")
        else:
            break  # 输入正确，跳出输入校验
            
    if cmd == 'no':  # yes 不做处理，继续循环
        break
        
if len(score) == 0:
    print("您都没有输入成绩，就结束了，你好快哦")
else: 
    print("平均分是：", sum(score) / len(score))

请输入一个成绩：yyy
您输入的不是合法成绩哦
继续输入吗? (yes/no)no
您都没有输入成绩，就结束了，你好快哦

编写程序，判断今天是今年的第几天

import time

time.localtime()

time.struct_time(tm_year=2020, tm_mon=2, tm_mday=17, tm_hour=22, tm_min=16, tm_sec=31, tm_wday=0, tm_yday=48, tm_isdst=0)

import time

date = time.localtime()
year, month, day = date[0], date[1], date[2]  # 获取当前的年月日

day_month = [31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 12]
# 判断是否为闰年（被400整除，或者，能别4整除 但 不能被100整除）
if year % 400 == 0 or (year % 4 == 0 and year % 100 != 0):
    month[1] = 29
    
if month == 1:
    print(day)
    
else:
    sum(day_month[：month - 1])  + day  # 求和前几个月的天数 + 当月天数， 10月27， 前9个月 + 当前日期

模拟决赛现场最终成绩的计算过程。
要求：

• 只要要有2位评委
  
• 分数必须在0-100之间
  
• 分数计算：去掉一个最高分、最低分，然后算平均分

# score = []  
# while True:
#     num = input("请输入评委的人数：")
#     if not num.isdigit():  # 不是数字
#         continue
#     elif int(num) < 2:
#         print("评委人数太少，必须多余两个人哦")
#         continue
#     else:
#         break
# print(num)

while True:
    try:
        n = int(input("请输入评委的人数："))
        if n <= 2:
            print("评委人数太少，必须要多余2人哦")
        else:
            break
    except:
        print("输入错误")

scores = []
# 获得正确的评委数量后，接下来逐一获取分数，必须在0-100之间
for i in range(n):
    while True:
        try:
            score = input("请输入第 %d 个评委的分数：" % (i + 1))
            score = float(score)
            # 断言一下
            assert 0 <= score <= 100
            scores.append(score)
            # 数据合法则跳出while，进入下一个评委
            break
        except:
            print("分数错误")
            
            
score_h, score_l = max(scores), min(scores)  # 最高分和最低分

scores.remove(score_h)
scores.remove(score_l)
# 计算剩余分数平均值，结果保留两位小数
final_score = round(sum(scores) / len(scores), 2)

# print(f"去掉一个最高分：{score_h} 去掉一个最低分：{score_l} 最后得分：{final_score} " % （score_h, score_l, final_score）)

请输入评委的人数：3
请输入第 1 个评委的分数：9
请输入第 2 个评委的分数：8
请输入第 3 个评委的分数：8

# print(num)

while True:
    try:
        n = int(input("请输入评委的人数："))
        if n <= 2:
            print("评委人数太少，必须要多余2人哦")
        else:
            break
    except:
        print("输入错误")

请输入评委的人数：xxx
输入错误
请输入评委的人数：3

输出由星号组成的菱形图案,并可以灵活控制图案的大小

def diamond_side(n):
    for i in range(n):
        print(('*' * i).center(n * 3, 'x'))  # str.center()果然很强大
        
    for j in range(n, 0, -1):
        print(("*" * j).center(n * 3))
        
diamond_side(10)

xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
xxxxxxxxxxxxxx*xxxxxxxxxxxxxxx
xxxxxxxxxxxxxx**xxxxxxxxxxxxxx
xxxxxxxxxxxxx***xxxxxxxxxxxxxx
xxxxxxxxxxxxx****xxxxxxxxxxxxx
xxxxxxxxxxxx*****xxxxxxxxxxxxx
xxxxxxxxxxxx******xxxxxxxxxxxx
xxxxxxxxxxx*******xxxxxxxxxxxx
xxxxxxxxxxx********xxxxxxxxxxx
xxxxxxxxxx*********xxxxxxxxxxx
          **********          
          *********           
           ********           
           *******            
            ******            
            *****             
             ****             
             ***              
              **              
              *               

Docstring:
S.center(width[, fillchar]) -> str

Return S centered in a string of length width. Padding is
done using the specified fill character (default is a space)

编写程序,计算组合数C(n, i),即从N个元素中,任选i个,有多少种选法.

• 排列: 5 个里选择 2个,不考虑组合情况,则一个有 5 x 4 = 20种
• 排列: 5 * 4 * / (2 * 1) = 10 种

# 方案 直接用数学定义公式

def C1(n, i):
    import math
    return int(math.factorial(n) / math.factorial(i) / math.factorial(n-1))

小结

• 理解编程的控制流, 基本就入门一半了, 即理解代码执行的顺序, 重点是选择分支和循环
• 掌握 Python 中的 True 和 False 的对象, 而不是值哦, 万物皆对象
• 多用循环, 一共就两种, while 和 for, 其中 for 用得最多.