从〇到一: 编程入门05：Python流程控制

编程入门05：Python流程控制

by 星辉

Posted on 2018年03月09日周五 at 12:45下午 in 教程

编程时可以使用三种流程结构：按照先后顺序执行全部指令，是最普通的“顺序结构”；根据特定条件选择执行部分指令，称为“选择结构”；根据特定条件循环执行部分指令，叫做“循环结构”——流程控制语句就是用于判断条件并实现特殊流程结构的语句，而条件的判断需要进行逻辑运算或者叫“布尔运算”（得名于乔治·布尔，十九世纪英国数学家，数理逻辑学的创立者），这种运算的结果只有两种：“真”和“假”，Python有专门的关键词来表示这两个值：True和False，属于布尔类型（bool）。返回值为布尔类型的表达式就称为布尔表达式。布尔表达式中可以使用比较运算符：等于（==）、不等于（!=）、大于（>）、小于（<）、大于等于（>=）和小于等于（<=）。

In [1]: 1+1==2
Out[1]: True

In [2]: 1+1>2
Out[2]: False

In [3]: "hello"=="Hello"  # 字符串比较是基于字符的编码值
Out[3]: False

In [4]: "hello">"Hello"  # 小写字母排在大写字母后面，所以编码值更大
Out[4]: True

In [5]: "猫">"狗"  # 使用ord函数可以查看字符的编码值
Out[5]: True

布尔表达式中还可以使用布尔运算符：“与”（and）“或”（or）和“非”（not），以及成员运算符“在……之内”（in）——这两种运算都非常简单直观（如果你想知道更多细节，就输入help("and")、help("in")）：

In [6]: 1==1 and 2==2
Out[6]: True

In [7]: 1==1 and 2<1
Out[7]: False

In [8]: 1==1 or 2<1
Out[8]: True

In [9]: not 1==1
Out[9]: False

In [10]: "o" in "Hello"
Out[10]: True

In [11]: "h" in "Hello"
Out[11]: False

In [12]: "h" not in "Hello"
Out[12]: True

此外，True和False其实就是1和0，如果你输入True+True，会发现返回值是2……深入学习下去你就会知道，任何对象其实都可以拿来判断真假……

了解布尔运算之后，我们来编写一个包含条件判断和特殊流程结构的程序：猜数游戏——电脑随机生成一个1到100之间的整数，然后根据用户的猜测输出反馈信息。

新建文件并保存为 guess_number.py，开始编写程序：用random模块的randint函数随机生成整数；用input函数接收用户输入字符串并用int函数转成整数；然后进行条件判断——“如果”猜对就输出“猜对了”，if语句就是用来实现这种选择结构的；if语句中还可以加上else关键词实现所谓双分支选择结构——“如果”猜对就输出“猜对了”，“否则”就输出“猜错了”；你还可以再加上elif关键词——“如果”猜对就输出“猜对了”，“否则如果”猜大了就输出“猜大了”，“否则”就输出“猜小了”——你可以使用多个elif来实现更多分支，每个分支都可以包含多行子语句。程序写出来是这样的：

from random import randint
target = randint(1, 100)
answer = ""
guess = int(input("我想了一个1到100之间的整数，请你猜猜看吧："))
if guess == target:
    answer = "你猜对了！"
elif guess > target:
    answer = "你猜大了。"
else:
    answer = "你猜小了。"
print(answer)

这个程序等你输入一个数字并输出反馈后就立即结束了，接下来让我们加以改进：允许用户多次输入直到猜对为止，while语句就是用来实现这种循环结构的——“只要”还没猜对，就接收用户输入并输出反馈。在input语句之前添加while语句，然后选定之后的所有语句按Tab键缩进将它们变成while语句的子语句，每次判断条件成立都会执行一遍这些语句（想要了解while语句的更多细节，当然还是用老办法：help("while")）。改进后的程序是这样的：

from random import randint
target = randint(1, 100)
print("我想了一个1到100之间的整数，请你猜猜看吧：", end="")
guess = 0
answer = ""
while guess != target:
    guess = int(input())
    if guess == target:
        answer = "你猜对了！游戏结束。"
    elif guess > target:
        answer = "你猜大了，再猜一次："
    else:
        answer = "你猜小了，再猜一次："
    print(answer, end="")

这个程序就能实现猜测任意次数直到猜对为止了。

你可能会注意到Spyder右上方面板中有一个变量浏览器选项卡，其中会显示程序中变量当前的取值。如果在左边编辑器面板特定语句的行号上双击添加一个“中断点”（Breakpoint）然后选择“调试”（Debug），程序将会开始运行并在这一行暂停，这时你就可以“单步”（Step）执行，详细查看语句的整个执行流程——当程序运行结果不符合预期时，开发者就会进行这种调试工作来寻找其中的原因。

编程小提示：代码格式规范

“Python增强建议”（PEP）是面向开发者的一系列官方指导文档，其中的PEP8 https://www.python.org/dev/peps/pep-0008/ 描述了Python程序的代码格式规范（每级缩进应为四个空格，逗号之后应加空格，变量名应使用小写字母等等），遵循这个规范可以使你写的代码更专业、更美观、可读性也更强。正如PEP20即“Python之禅”所言：“Readability counts” https://www.python.org/dev/peps/pep-0020/

所有这些规范其实并不需要强记——你可以让Spyder自动检查代码格式：在主菜单中点击Tools > Preferences > Editor > Code Introspection/Analysis，勾选其中的Real-time code style analysis并确定。这时打开的程序文件中如果存在不规范的格式，语句左侧就会出现黄色感叹号图标，你可以移动鼠标到图标上查看浮动提示，遵照提示修改就可以得到完全符合PEP8规范的程序代码了。

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Tags: python 教学编程