Python零基础入门（三）：掌握流程控制与条件判断

1. 引言：编程中的决策与控制

在之前的《Python零基础入门（二）：深入理解Python数据类型与操作-优快云博客》掌握了常见的数据类型，并学习了如何对这些数据进行操作。而在实际编程中，程序往往需要根据不同的情况来执行不同的代码，这就需要使用流程控制语句。

流程控制让我们可以根据条件判断程序的执行路径，或者让程序反复执行某些任务。通过合理使用流程控制语句，程序可以像人类一样做出“决策”，更智能地处理不同情况。

2. 条件判断：根据条件做出决策

2.1 if 语句

if 语句是最常见的条件判断语句，用来检查一个条件是否成立。如果条件为真，程序就执行某段代码；如果条件为假，程序就跳过这一段代码。

示例：判断输入的数字是正数、负数还是零

我们可以编写一个程序，要求用户输入一个数字，然后判断这个数字是正数、负数还是零。

num = int(input("请输入一个数字："))
if num > 0:
    print("这是一个正数")
elif num < 0:
    print("这是一个负数")
else:
    print("这是零")

解释：

• num = int(input("请输入一个数字："))：这行代码提示用户输入一个数字，并将输入的字符串转换为整数。
• if num > 0:：判断用户输入的数字是否大于0。如果大于0，执行下一行代码 print("这是一个正数")。
• elif num < 0:：如果数字不是正数，就判断它是否小于0。如果小于0，执行下一行代码 print("这是一个负数")。
• else:：如果数字既不大于0也不小于0，那么它就是0，执行 print("这是零")。

这样，我们就可以根据不同的输入条件来做出决策。

2.2 else 和 elif

else 和 elif 是对 if 语句的扩展，帮助我们处理多种情况。当我们需要检查多个条件时，可以使用 elif 来增加额外的判断，而 else 用来处理所有其他不符合条件的情况。

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3. 循环语句：反复执行任务

3.1 for 循环

for 循环用于遍历一个可迭代对象（如列表、字符串或数字范围）。它的作用是让程序依次对每个元素执行某个操作。

示例：输出从1到10的数字

我们可以使用 for 循环来输出从1到10的数字，代码如下：

for i in range(1, 11):
    print(i)

解释：

• range(1, 11)：这是一个内置函数，生成从1到10的数字。注意，range(1, 11) 生成的数字包括1，但不包括11。
• for i in range(1, 11):：这个 for 循环会遍历从1到10的数字，并把每个数字赋值给变量 i。
• print(i)：打印当前数字。

当我们运行这个程序时，会依次输出1到10的数字。

3.2 while 循环

while 循环是另一种常用的循环方式，它会一直执行指定的代码块，直到指定的条件不成立时才停止。

示例：计算一个数字的阶乘

阶乘是指一个正整数和所有小于它的正整数的乘积。例如，5的阶乘是 5! = 5 * 4 * 3 * 2 * 1 = 120。

下面是一个计算数字阶乘的程序：

num = int(input("请输入一个正整数："))
result = 1
while num > 0:
    result *= num
    num -= 1
print("阶乘结果：", result)

解释：

• num = int(input("请输入一个正整数："))：这行代码提示用户输入一个正整数，并将其转换为整数。
• result = 1：初始化 result 为1，用于存储阶乘的结果。
• while num > 0:：只要 num 大于0，就继续执行循环。
• result *= num：将 result 乘以当前的 num，并把结果赋值给 result。
• num -= 1：把 num 减1，直到它变为0，停止循环。
• print("阶乘结果：", result)：输出计算结果。

这段代码将计算并输出用户输入数字的阶乘。

4. 循环控制：跳出或跳过循环

4.1 break 语句

break 语句用于提前终止循环。当满足某个条件时，程序会立即跳出循环，不再执行后续的代码。

示例：通过数字猜测游戏，演示如何使用 break 结束循环

假设我们做一个简单的数字猜测游戏，用户输入一个数字，程序判断是否正确。如果猜对了，就退出循环。

while True:
    guess = int(input("猜一个1到10之间的数字："))
    if guess == 5:
        print("恭喜你，猜对了！")
        break  # 猜对了，退出循环
    else:
        print("再试一次")

解释：

• while True:：这是一个无限循环，程序会一直让用户输入数字，直到猜对为止。
• if guess == 5:：判断用户输入的数字是否为5。如果是，就打印“恭喜你，猜对了！”并退出循环。
• break：一旦猜对，break 会终止循环，程序结束。

4.2 continue 语句

continue 语句用于跳过当前循环的剩余部分，直接进入下一次循环。

示例：跳过偶数，只打印奇数

我们可以使用 continue 来跳过偶数，只打印奇数：

for i in range(1, 11):
    if i % 2 == 0:
        continue  # 如果是偶数，跳过此次循环
    print(i)

解释：

• if i % 2 == 0:：判断当前数字是否为偶数。
• continue：如果是偶数，跳过当前循环，进入下一次循环，打印下一个奇数。

5. 嵌套条件判断与循环

有时，我们需要将 if 条件判断和循环语句结合起来，处理更复杂的情况。例如，我们可以在循环中使用 if 判断每个元素是否符合条件，并执行不同的操作。

示例：用 for 循环检查多个数字是偶数还是奇数

numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
for num in numbers:
    if num % 2 == 0:
        print(f"{num} 是偶数")
    else:
        print(f"{num} 是奇数")

解释：

• 这个程序遍历 numbers 列表中的每个数字，通过 if 判断每个数字是偶数还是奇数，并打印相应的结果。

6. 实践与练习：让知识更深入

练习1：判断一个数字是否为偶数或奇数

让我们编写一个简单的程序，输入一个数字，判断它是偶数还是奇数。

num = int(input("请输入一个数字："))
if num % 2 == 0:
    print("这是偶数")
else:
    print("这是奇数")

练习2：用 for 循环打印九九乘法表

通过循环输出九九乘法表，帮助理解嵌套循环的使用。

for i in range(1, 10):
    for j in range(1, i + 1):
        print(f"{i} x {j} = {i * j}", end="\t")
    print()

7. 总结

本篇文章讲解了条件判断和循环语句，帮助我们根据不同的输入或条件来控制程序的执行。掌握这些流程控制语句后，你可以编写更灵活和智能的程序。

• 条件判断（if、elif、else）帮助程序根据不同的条件做出不同的决策。
• 循环语句（for、while）让程序反复执行相同的任务，避免重复代码。
• 控制语句（break、continue）让我们更灵活地控制循环的执行。

多做练习，结合实际问题来使用条件判断和循环，你会发现它们在编程中的巨大作用。