第四周：程序的控制结构
4.1 程序的分支结构
1.单分支结构
if<条件>:
<语句块>
2.二分支结构
if <condition>:
<yujukuai1>
else:
<yujukuai2>
还有一种紧凑表达式：
<表达式1>if<条件> else<表达式2>
例如：
guess =eval(input())
print("猜{}了".format("对" if guess ==99 else "错"))
注意：紧凑形式只支持表达式，不支持其他类型语句（例如赋值语句）
3.多分支结构
例程：
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 | score = eval(input()) if ((score >=90) and (score<=100)): grade = "A" elif ((score >=80) and (score<90)): grade = "B" elif ((score >=70) and (score<80)): grade = "C" elif ((score >=60) and (score<70)): grade = "D" elif ((score >=0) and (score<60)): grade = "E" else: grade = "Wrong" print("你的考试等级为:{}".format(grade)) |
4.条件判断及组合
表1 用于条件组合的三个保留字
操作符及使用 | 描述 |
x and y | 只有当x，y均为True时，才为True |
x or y | x,y中有一个为True，就为True |
not x | 非x |
5.程序的异常处理
格式：
try:
<语句块1>
except:
<语句块2>
上面这种类型是出现异常都执行后面的。下面这种格式是只有出现指定异常类型才执行这种操作：
try:
<语句块1>
except <异常类型>:
<语句块2>
异常处理的高级使用：
try:
<yujukuai1>
except:
<yujukuai2>
else:#不发生异常时执行
<yujukuai3>
finally:#一定执行
<yujukuai4>
4.2 实例5：身体质量指数BMI
1.问题需求分析
BMI = 体重（kg）/身高（m）2
表2 BMI标准
分类 | 国际BMI值 | 国内BMI值 |
偏瘦 | <18.5 | <18.5 |
正常 | 18.5~25 | 18.5~24 |
偏胖 | 25~30 | 24~28 |
肥胖 | ≥30 | ≥28 |
2.代码：
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 | mess = eval(input("请输入你的体重（单位：千克）：\n")) length = eval(input("请输入你的身高（单位：米）：\n")) bmi = mess/(length**2) print("BMI数值为:{:.2f}".format(bmi)) hcn,hin = "","" if bmi <18.5: hcn = "偏瘦" hin = "偏瘦" elif bmi>=18.5 and bmi <24: hcn = "正常" hin = "正常" elif bmi>=24 and bmi<25: hcn,hin = "偏胖","正常" elif bmi >=25 and bmi<28: hcn,hin = "偏胖","偏胖" elif bmi>=28 and bmi<30: hcn, hin ="肥胖","偏胖" else: hcn,hin = "肥胖","肥胖" print("根据国内BMI标准，你的体质为{0}；根据国际BMI标准，你的体质为{1}。".format(hcn,hin)) |
4.3 程序的循环结构
1.遍历循环
常用使用方式：
（1）计数循环（N次）：
for i in range(N):
<语句块>
for I in range(M,N,K):
<语句块>
这里面，M代表起始数字，N代表生成到N-1，K为步长。
（2）字符串遍历应用
for c in s:
<语句块>
s是字符串，遍历字符串中每个字符，产生循环。
（3）列表遍历循环
for item in ls:
<语句块>
其中ls是一个列表，遍历其每一个元素，产生循环。
（4）文件遍历循环
for line in fi:
<语句块>
fi是一个文件标识符，遍历其每行，产生循环。
2.无限循环
while<条件>:
<语句块>
注意：若程序循环执行不退出，则可以按Ctrl+C退出程序。
3.循环控制保留字
break☞跳出并结束当前整个循环，执行循环后面的语句；
continue☞跳出并结束本次循环，执行下一次循环。
4.循环的高级用法
循环与else
当循环没有被break语句退出时，执行else语句块。else语句块作为“正常”完成循环的奖励，这里面的else用法和异常中类似。
例如：
| 1 2 3 4 5 6 | for c in "PYTHON": if c =="T": continue print(c,end="") else: print("正常退出") |
运行结果：PYHON正常退出
4.4 random库的使用
1.random库基本介绍
random库是使用随机数的python标准库。
基本随机数函数：seed()/random()
扩展随机数函数：randint()/getandbits()/uniform()/randrange()/choice()/shuffle()
2.基本随机数函数
计算机生成随机数，是用随机数种子，根据梅森旋转算法产生。随机数种子确定了随机数的产生。
表3基本随机数函数
函数 | 描述 |
seed(a=None) | 初始化给定的随机数种子，默认使用当前系统时间。如：random.seed(10)是产生种子10对应的序列 |
random() | 生成[0.0,1.0]之间的随机小数 |
3.拓展随机数函数
表4 扩展随机数函数
函数 | 描述 |
randint(a,b) | 随机生成一个[a,b]之间的整数 |
randange(m,n[,k]) | 生成一个[m,n]之间以k为步长的随机整数 |
getandbits(k) | 生成一个k比特长的随机整数 |
uniform(a,b) | 生成一个[a,b]之间的随机小数 |
choice(seq) | 从序列seq中随机选择一个元素 |
shuffle(seq) | 将序列seq中的元素随机排序，返回打乱后的序列 |
4.5实例6：圆周率的计算
1.公式法：
| 1 2 3 4 5 6 7 | pi = 0 N = 100 for k in range(N): pi += 1/pow(16,k)*(\ 4/(8*k+1)-2/(8*k+4)-\ 1/(8*k+5)-1/(8*k+6)) print("圆周率值是: {}".format(pi)) |
2.蒙特卡洛法
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 | @author: davidcheung """ #CalPiV2.py from random import random from time import perf_counter DARTS = 5000*5000#总的点数 hits = 0.0#圆内的点 start = perf_counter() for i in range(1, DARTS+1): x, y = random(), random() dist = pow(x ** 2 + y ** 2, 0.5) if dist <= 1.0:#看这个点是否在园内，若小于0，则在圆内 hits = hits + 1 pi = 4 * (hits/DARTS) print("圆周率值是: {}".format(pi)) print("运行时间是: {:.5f}s".format(perf_counter() - start)) |
