四、程序控制結構

4.1 分支結構

4.1.1 單分支結構

基本構成：

if <條件>:

<語句1>

基本實例：

guess=eval(input())

if guess==99:

print("猜對了")

4.1.2 二分支結構

定義：可以根據條件結果而選擇不同路徑的語句

基本構成：

if <條件>:

<語句1>

else:

<語句2>

基本實例：

guess=eval(input())

if guess==99:

print("猜對了")

else:

print("猜錯了")

緊湊形式：適用于簡單表達的二分支結構

基本構成：

<表達式1>if<條件>else<表達式2>

基本實例:

guess=eval(input())

print("猜{}了".format("對"if guess==99 else"錯"))

4.1.3 多分支結構

基本構成：

if <條件>:

<語句1>

elif:

<語句2>

....

else:

<語句塊3>

基本實例：

score=eval(input())

if score>=90:

grade="A"

elif score>=80:

grade="B"

elif score>=70:

grade="C"

elif score>=60:

grade="D"

print("該成績的等級為{}".format(grade))

4.1.4 條件判斷及組合

條件判斷操作符:

<

小于

>

大于

==

等于

>=

大于等于

<=

小于等于

!=

不等于

保留字：

X and Y

X與Y同時成立

X or Y

X或者Y成立一個

not X

不滿足X

基本實例：

guess=eval(input())

if guess>99 or guess<99:

print("猜對了")

else:

print("猜錯了")

4.1.4 程序的異常處理

基本異常處理：

try:

<語句1>

except:

<語句2>

實例：

try:

num=eval(input())

print(num**2)

expect:

print("輸入的數字非整數")

也可以在expect，后面加入異常原因，只有在這種異常情況下才會輸出。

實例：

try:

num=eval(input())

print(num**2)

expect NaneError:

print("輸入的數字非整數")

高級異常處理：

try:

<語句1>

except:

<語句2>

else:

<語句3>

finally:

<語句4>

else為不發生異常時執行，

finally為一定執行。

4.2 BMI實例

4.2.1國際標準實例

#CalBMIV1.py

height,weight=eval(input("請輸入身高(米)和體重(公斤)[逗號隔開]:"))

bmi=weight/pow(height,2)

print("BMI指數為:{:.2f}".format(bmi))

who=""

if bmi<18.5:

who="偏瘦"

elif 18.5<=bmi<25:

who="正常"

elif 25<=bmi<30:

who="偏胖"

else:

who="肥胖"

print("BMI指標為:國際'{0}'".format(who))

4.2.2 國內標準實例

#CalBMIV2.py

height,weight=eval(input("請輸入身高(米)和體重(公斤)[逗號隔開]:"))

bmi=weight/pow(height,2)

print("BMI指數為:{:.2f}".format(bmi))

who=""

if bmi<18.5:

who="偏瘦"

elif 18.5<=bmi<24:

who="正常"

elif 24<=bmi<28:

who="偏胖"

else:

who="肥胖"

print("BMI指標為:國內'{0}'".format(who))

4.2.3 國際國內同時輸出

#CalBMIV3.py

height,weight=eval(input("請輸入身高(米)和體重(公斤)[逗號隔開]:"))

bmi=weight/pow(height,2)

print("BMI指數為:{:.2f}".format(bmi))

who,nat="",""

if bmi<18.5:

who,nat="偏瘦","偏瘦"

elif 18.5<=bmi<25:

who,nat="正常","偏胖"

elif 25<=bmi<30:

who,nat="偏胖","肥胖"

else:

who,nat="肥胖","肥胖"

print("BMI指標為:國際'{0}'，國內'{0}'".format(who,nat))

4.3 程序的循環結構

4.3.1 遍歷循環

定義：遍歷某個結構形成的循環運行方式

for <循環變量> in <遍歷結構>:

<語句塊>

①計數循環

基本：

for i in range (N):

print(i)

for i in range (5):

print(i)

for i in range (5):

print("hello",i)

變形：

for i in range (M,N,K):

print(i)

for i in range (1,6):

print(i)

for i in range (1,6,2):

print("hello",i)

②字符串遍歷循環

for c in s:

<語句塊>

for c in "PYTHON123":

print(c,end=",")

③列表遍歷循環

for item in Is:

<語句塊>

for item in [123,"PY",456]:

print(item,end=",")

④文件遍歷循環

for line in fi:

<語句塊>

4.3.2 無限循環

定義：由條件控制的循環運行方式

有限：

a=3

while a >0:

a=a-1

print(a)

無限：

a=3

while a >0:

a=a+1

print(a)

4.3.3 循環控制保留字

常用：break continue

break:跳出并結束當前整個循環，執行循環后的內容

continue:結束檔次循環，繼續執行后續循環

break實例：

for c in "PYTHON123":

if c=="T":

break

print(c,end="")

continue實例：

for c in "PYTHON123":

if c=="T":

continue

print(c,end="")

實例:

s="PYTHON"

while s!="":

for c in s:

print(c,end="")

s=s[:-1]

s="PYTHON"

while s!="":

for c in s:

if c=="T":

break

print(c,end="")

s=s[:-1]

4.3.4 循環的高級用法

可與else搭配

for c in "PYTHON123":

if c=="T":

coutinue

print(c,end="")

else:

print("正常退出")

for c in "PYTHON123":

if c=="T":

break

print(c,end="")

else:

print("正常退出")

4.4random庫的使用

定義：random庫是使用隨機數的標準庫

分類：

隨機函數

用法

seed(a=None)

初始化給定的隨機數種子，默認為當前系統時間。
random.seed(10),產生種子10對應序列

random()

生成一個（0.0,1.0）之間的小數
random.random()

randint(a,b)

生成a,b之間的整數
random.randint(10,100)

randrange(m,n,k)

生成（M,N）之間以K為步長的整數
random.randrange(10,100,10)

getrandbits(k)

生成一個K比特長的隨機整數
random.getrandbits(16)

uniform(a,b)

生成一個（a,b）之間的隨機小數
random,uniform(10,100)

choice(seq)

從數列seq中隨機選取一個元素
random,choice([1,2,3,4,5,6,7,8])

shuffle(seq)

將seq中元素隨機排列 ，返回后打亂順序
s=[1,2,3,4,5,6,7,8,9];random;shuffle(s);print(s)

實例：

import random

random.seed(10)

random.random()

4.5 圓周率的計算

公式法：

image.png

實例：

#CalPiV1.py

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("圓周率的值是:{}".format(pi))

蒙特卡羅法實例：

#CalPiV2.py

from random import random

from time import perf_counter

DARTS=1000*1000

hits=0.0

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:

hits=1+hits

pi=4*(hits/DARTS)

print("圓周率的值是:{}".format(pi))

print("運行時間為:{:.5f}s".format(perf_counter()-start))

總結

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