Python基础知识之4——三大控制结构

　　控制结构就是控制程序执行顺序的结构。

　　Python 有三大控制结构，分别是顺序结构、分支结构（选择结构）以及循环结构。任何一个项目或者算法都可以使用这三种结构来设计完成。这三种控制结构也是结构化程序

设计的核心，与之相对的是面向对象程序设计。有名的 c 语言就是结构化语言，而 c++、 Java 或者 python 等 都是面向对象的语言。

　　顺序结构

　　顺序结构就是按照你写的代码顺序执行，也就是一条一条语句顺序执行。这种结构的逻辑最简单，就是按顺序执行就行了。

　　分支结构（选择结构）　　

　　分支结构又称为选择结构，意思是程序代码根据判断条件，选择执行特定的代码。如果条件为真，程序执行一部分代码；否则执行另一部分代码。

　　在 Python 语言中，选择结构的语法使用关键字 if、 elif、 else 来表示，具体语法如下：

　　基本语法有一下几种：

　　1、if

　　2、if...else

　　3、if...elif...else

　　4、if...elif...elif......else

　　5、if 嵌套

# 分支结构
# if
a = 1
if a == 1:
    print('此时a等于1')

# if...else
a = 2
if a == 1:
    print('此时a等于1')
else:
    print('此时a不等于1')

# if...elif...else
a = 2
if a == 1:
    print('此时a等于1')
elif a == 3:
    print('此时a等于3')
else:
    print('此时a等于2')

# if...elif...elif...else
a = 2
if a == 1:
    print('此时a等于1')
elif a == 3:
    print('此时a等于3')
elif a == 4:
    print('此时a等于4')
else:
    print('此时a等于2')

# if嵌套
a = 2
b = 5
if a == 2:
    if b == 3:
        print('此时a等于2，b等于3')
    else:
        print('此时a等于2，b不等于3')
else:
    print('此时a不等于2')     

　　循环结构

　　循环结构是使用最多的一种结构。循环结构是指满足一定的条件下，重复执行某段代码的一种编码结构。Python的循环结构中，常见的循环结构是for循环和while循环。

　　for循环
　　for 循环为循环结构的一种。在 Python 中，for 循环是一种迭代循环，也就是重复相同的操作，每次操作都是机遇上一次的结果而进行。 for 循环经常用与便利字符串、列表、字典等数据结构，for循环需要知道循环的次数。基本语法是：

　　for...in...:

　　例子：

# 利用了遍历字符串
str_data = 'Now is better than never'
count = 0
for str_d in str_data:
    # print("遍历字符串： ",str_d)
    #统计字符串中 e出现的次数
    if str_d == 'e':
        count +=1
print(count)

　　遍历整个列表：

　　遍历整个列表是利用 for 循环得到列表中的每一个元素值，然后执行相同的操作。但同时需要用到 index 和 value 值的时候， python 利用 enumerate()函数。 函数enumerate()

的参数为可遍历的变量，如字符串，列表等均可，返回 enumerate 类。

# 例子1、遍历列表
name_sanguo = ['曹操','孙权','刘备','诸葛孔明','周瑜','关羽','张飞']
print(F"列表元素有： {name_sanguo}")
#对列表中每一个元素执行相同的操作
for name in name_sanguo:
    #print(name.title()+' 是《三国演义》中的角色名字。 ')# title()方法是返回字符串首字母大写，如果不以字母开头的，则全部为大写,在这里title()的意义并不大
    print(name + ' 是《三国演义》中的角色名字。 ')
'''
结果为：
列表元素有： ['曹操', '孙权', '刘备', '诸葛孔明', '周瑜', '关羽', '张飞']
曹操 是《三国演义》中的角色名字。
孙权 是《三国演义》中的角色名字。
刘备 是《三国演义》中的角色名字。
诸葛孔明 是《三国演义》中的角色名字。
周瑜 是《三国演义》中的角色名字。
关羽 是《三国演义》中的角色名字。
张飞 是《三国演义》中的角色名字。
'''
# 例子2、使用 enumerate()函数得到索引和值，此方式经常被使用
for index,name in enumerate(name_sanguo):
    print(name + f'是《三国演义》里的第{index + 1}个人物')# 加1是因为python计数是从0开始的
'''
结果是：
曹操是《三国演义》里的第1个人物
孙权是《三国演义》里的第2个人物
刘备是《三国演义》里的第3个人物
诸葛孔明是《三国演义》里的第4个人物
周瑜是《三国演义》里的第5个人物
关羽是《三国演义》里的第6个人物
张飞是《三国演义》里的第7个人物
'''

　　for循环创建数值列表：经常用到，因为列表非常适合用于存储数字集合。常常使用list(range())的方法来创建一个列表。注意range(star,end,step)中，包头不包尾，即从star开始

（可省略，省略时候默认为0开始)，到end-1结束，不包含end，step为步长（可省略，省略默认为1）。

#生成数字序列
for i in range(0,11,2):
    print(F"10以内的偶数是 {i}")
'''
结果是：
10以内的偶数是 0
10以内的偶数是 2
10以内的偶数是 4
10以内的偶数是 6
10以内的偶数是 8
10以内的偶数是 10
'''
#len()求列表的长度，当列表不知道长度的时候，使用
b = []
a = [1,3,4,5,3,7,8,43,43,5,5,66,7,43,22,11,34]
for i in range(len(a)):
    b.append(a[i] * 2)
print('列表a的值为：',a)
print('列表b的值为：',b)
'''
结果是：
列表a的值为： [1, 3, 4, 5, 3, 7, 8, 43, 43, 5, 5, 66, 7, 43, 22, 11, 34]
列表b的值为： [2, 6, 8, 10, 6, 14, 16, 86, 86, 10, 10, 132, 14, 86, 44, 22, 68]
'''
#list() + range()= 数值列表
even_numbers = list(range(2,11,2))
print(even_numbers)
'''
结果为：
[2, 4, 6, 8, 10]
'''

　　for循环创建列表解析 ：列表解析是将 for循环和创建新元素的代码合并成一行，在实际应用中较为常见。语法为：变量名 = [变量名 2表达式 for 变量名 2 in 序列]

# 生成10以内数的平方数
squares = [value**2 for value in range(1,11)]
print('生成10以内数的平方数：',squares)
'''
结果为：
生成10以内数的平方数： [1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]
'''

　　遍历字典：

　　字典中的键值对可能有上百万个。 Python 支持使用 for 循环遍历字典，包括遍历所有键值对（使用 items()方法）、遍历字典中的所有键（使用 keys()方法）以及遍历字典中

的所有值(使用 values()方法)。

　　

# 遍历字典
name_money = {'王老师':30000,'侯老师':28000,'李老师':33000,'张老师':25000}
#使用 for()循环遍历字典中的 key-value,方法 items()返回键值对列表
print("各个老师的月薪是:")
for key,value in name_money.items():
    print(f'\t\t{key}的月薪是{value}元')
'''
结果是：
各个老师的月薪是:
                王老师的月薪是30000元
                侯老师的月薪是28000元
                李老师的月薪是33000元
                张老师的月薪是25000元
'''
#遍历字典中的所有键，使用方法 keys()
print('老师有:')
for name in name_money.keys():
    print(f'\t{name}')
'''
结果是：
老师有:
        王老师
        侯老师
        李老师
        张老师
'''
#遍历字典中的所有值，使用的方法是 values()
print('老师们的月薪由以下结构组成： ')
for value in name_money.values():
    print(f'\t\t\t{value}')
'''
结果是：
老师们的月薪由以下结构组成：
                        30000
                        28000
                        33000
                        25000
'''

　　嵌套for循环：

# 例子
for i in range(0,4):
    for j in range(0,7):
        print("*",end="")
    print(' ')
# 结果是：
'''
结果是：
*******
*******
*******
*******
'''

　　接下来利用for循环做一两个小小的实际应用：

# 小项目实战1：生成九九乘法表
'''
项目描述：根据嵌套 for 循环生成九九乘法表
提示：
1、根据九九乘法表的规律，找到两个 for 循环的边界值 。
2、使用 range()函数生成数字集合
'''
for i in range(1,10):
    for j in range(1,i + 1):
        print(str(j) + '*' + str(i) + '=' + str(i*j) + ' ',end = "")
    print(' ')
# 结果是：
'''
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
'''

# 小项目实战2：打印星图
'''
*
***
*****
*******
*****
***
*
项目描述：使用 for循环打印上图
提示：
1、使用两个for循环
2、找对in后面的边界值，使用 range()
'''
n = 8
for i in range(1,n,2):
    for j in range(i):
        print('*',end = "")
    print(' ')
for k in range(1,n,2):
    for m in range(n-2-k):
        print('*',end = "")
    print(' ')
# 结果是：
'''
*
***
*****
*******
*****
***
*
'''

　　while循环：

　　while循环不需要知道循环的次数，即无限循环 ，直到条件不满足为止。

　　注意：　

1、循环也是以冒号(:)结尾

2、条件为各种算术表达式，

a) 当为真时，循环体语句组 1，重复执行

b) 当为假是，循环体语句组 2，停止执行

3、如果循环体忘记累计，条件判断一直为真，则为死循环。循环体一直实行。

a) 死循环有时候经常被用来构建无限循环

b) 可以使用 ctrl+c 终止，或者停止 IDE

# 构造计数器，记录 5次
print('使用 while循环构造计数器，并且记录 5次')
count_number = 0
while count_number <=5:
    print(f'当前数字是 {count_number}')
    count_number += 1 # 循环下一次的值，如果忘记则为死循环
'''
结果是：
使用 while循环构造计数器，并且记录 5次
当前数字是 0
当前数字是 1
当前数字是 2
当前数字是 3
当前数字是 4
当前数字是 5
'''

　　用户输入

　　为了更好的体验，程序有时候使用用户输入。在 Python 中使用函数 input()让程序暂停工作，等待用户输入后接着执行。当使用该函数时，一定要指出清晰而易于明白的指示，

否则用户不知道要输入什么内容。

# 计算任意数的和, 并计算出平均数.当用户输入n时，退出
sum = 0.0
count = 0
more_data = "yes"
while "y" in more_data: # more_data[0] == "y":
    x = int(input("Enter a number: "))
    sum = sum + x
    count = count + 1
    more_data = input("Do you have more numbers (y or n)?")
print("\nThe sum of the number is",sum)
print("\nThe average of the number is", sum / count)

'''
结果：
Enter a number: 89

Do you have more numbers (y or n)?y

Enter a number: 56

Do you have more numbers (y or n)?n

The sum of the number is 145.0

The average of the number is 72.5
'''

　　break 与 continue 语句
　　break 与 continue 语句可以在循环结构中使用,比如 for,while。

　　break 语句是立即退出 while 循环，不再运行循环中余下的代码，也不管条件判断的结果是否为真。break 语句经常被用来控制程序执行流，也就是控制哪些代码可以执行，哪

些代码不执行。

　　continue 语句是结束本次循环，返回到 while 语句开始的位置，接着条件判断。如果为真，程序接着执行，否则退出。也就是当循环或判断执行到 continue 语句时,continue 后

的语句将不再执行,会跳出当次循环,继续执行循环中的下一次循环。

两者的区别是
continue 语句跳出本次循环,只跳过本次循环 continue 后的语句

break 语句跳出整个循环体,循环体中未执行的循环将不会执行

#点名系统，一共 100个人。当数到 50的时候，ᨀ示以下；当数到 60时，停止报数
for i in range(101):
    if i ==50:
        print(f'你是第{i}名，请接着报数')
        continue
    if i == 60:
        print(f'你是第{i}名，停止报数： end')
        break
'''
结果是：
你是第50名，请接着报数
你是第60名，停止报数： end
'''

　　使用while操作列表和字典

　　列表和字典可以存储大量信息。 for 循环可以变量其每一个元素或者键值对，但是最好不要在 for 循环修改其值，否则导致 python 不能正常运行；如果遍历列表或字典的同时，

修改其值，可以使用 while 循环。

# 例子1：使用while操作列表
# 老师副教授竞选
# 首先创建一个列表，用来存放参加副教授评比的老师，其中侯老师不符合参选资格；
# 再创建一个空列表，用来收集已经获得副教授的称号的老师
fu_jiaoshou = ['张老师','吴老师','张老师','王老师','颜老师','侯老师']
fu_js = fu_jiaoshou.copy()
ru_xuan = []
# 使用循环，选择老师进行副教授评比，直到所有人评比结束
# 把符合副教授资格的收集起来，不符合的删除
while fu_jiaoshou:
    pingxuan = fu_jiaoshou.pop()
    print(f'正在参加副教授评选的是：{pingxuan}')
    if '侯老师' in pingxuan:
        print(f'{pingxuan}不具备资格参加副教授评选')
        continue
    else:
        ru_xuan.append(pingxuan)
print('获得副教授称号的老师有：')
for index in ru_xuan:
    print('\t'+index.title())
print('参加评选是以下老师:')
for index in fu_js:
    print('\t'+index.title())

'''
结果：
正在参加副教授评选的是：侯老师
侯老师不具备资格参加副教授评选
正在参加副教授评选的是：颜老师
正在参加副教授评选的是：王老师
正在参加副教授评选的是：张老师
正在参加副教授评选的是：吴老师
正在参加副教授评选的是：张老师
获得副教授称号的老师有：
        颜老师
        王老师
        张老师
        吴老师
        张老师
参加评选是以下老师:
        张老师
        吴老师
        张老师
        王老师
        颜老师
        侯老师
'''

# 例子2：使用while操作字典
# 小项目实战3：创建自己的通讯录
'''
项目描述： 请为自己创建一个通讯录，效果如下图所示。要求，必须有欢迎界面和指令提示。
|---欢迎进入通讯录程序---|
|---1、 查询联系人资料---|
|---2、 插入新的联系人---|
|---3、 删除已有联系人---|
|---4、 退出通讯录程序---|
请输入指令代码：1
请输入联系人姓名: 刘德华
该联系人不存在！
请输入指令代码：2
请输入联系人姓名:刘德华
请输入联系人电话：136XXXXXXX
联系人加入成功！
请输入指令代码：2
请输入联系人姓名:杨幂
请输入联系人电话：177xxxxxxxxx
联系人加入成功！
请输入指令代码：1
请输入联系人姓名:杨幂
杨幂 : 177xxxxxxxxx
请输入指令代码：4
|---感谢使用通讯录程序---|

提示：
1、使用字典构建通讯录
2、使用 while 循环一直判断是不是进行
3、使用 if 语句判断指令类型。
'''
# 创建一个空的字典，用来存放通讯录
phone_book = {}
# 使用多行打印的方式，打印出欢迎界面
print('''
      |---欢迎进入通讯录程序---|
      |---1、 查询联系人资料---|
      |---2、 插入新的联系人---|
      |---3、 删除已有联系人---|
      |---4、 退出通讯录程序---|''')
# 设置循环条件
num = True
i = int(input('请输入指令代码：'))
while num:
    if i == 1:
        name = input('请输入联系人姓名：')
        if name in phone_book.keys():
            print(f'{name} ：{phone_book[name]}')
            i = int(input('请输入指令代码：'))
        else:
            print('该联系人不存在！')
            i = int(input('请输入指令代码：'))
    elif i == 2:
        name = input('请输入联系人姓名：')
        phone_num = input('请输入联系人电话：')
        phone_book[name] = phone_num
        # 判断新添联系人是否成功
        if name in phone_book.keys():
            print('联系人加入成功！')
            i = int(input('请输入指令代码：'))
        else:
            print('联系人加入失败！')
            print('''
                  |---欢迎进入通讯录程序---|
                  |---1、 查询联系人资料---|
                  |---2、 插入新的联系人---|
                  |---3、 删除已有联系人---|
                  |---4、 退出通讯录程序---|''')
            i = int(input('请输入指令代码：'))
    elif i == 3:
        name = input('请输入联系人姓名：')
        if name in phone_book.keys():
            del phone_book[name]
            print(f'已从通讯录中删除 {name} 及其联系方式')
            i = int(input('请输入指令代码：'))
        else:
            print('该联系人不存在！')
            i = int(input('请输入指令代码：'))
    elif i == 4:
        print('|---感谢使用通讯录程序---|')
        break
    # 判断输入的指令是否在[1，2，3，4]中，如果不是，则让用户重新输入正确的指令
    else:
        print('输入的指令错误！')
        i = int(input('请输入指令代码：'))
'''
结果是：
|---欢迎进入通讯录程序---|
|---1、 查询联系人资料---|
|---2、 插入新的联系人---|
|---3、 删除已有联系人---|
|---4、 退出通讯录程序---|
请输入指令代码：1
请输入联系人姓名: 刘德华
该联系人不存在！
请输入指令代码：2
请输入联系人姓名:刘德华
请输入联系人电话：136XXXXXXX
联系人加入成功！
请输入指令代码：2
请输入联系人姓名:杨幂
请输入联系人电话：177xxxxxxxxx
联系人加入成功！
请输入指令代码：1
请输入联系人姓名:杨幂
杨幂 : 177xxxxxxxxx
请输入指令代码：4
|---感谢使用通讯录程序---|
'''