【笔记】《python语言程序设计》——程序的控制结构
一、前言
学习就是一个不断的自下而上，自上而下的过程。
前段时间，学着用python实现网站的数据爬取，隐约get到python的一些语法和用法，感觉就是语法不难，关键在于解决问题的思维。
这是需求驱动后的学习。接下来，就需要对python进行系统地了解。
很早之前搜知乎的时候，就搜到MOOC上的一门《python语言程序设计》课程，讲得很好，而且，我还下载了课件，溜了一遍，感觉就挺有趣的。
趁着有了实战经验，就把这门入门课刷了一遍。果然是门好课！很适合小白入门，并系统学习，整个教学过程循序渐进，深入浅出，提纲挈领，很有意思！
课程是北京理工大学嵩天老师的《python语言程序设计》课程，现在已经开了11次课了。课程每个小视频短则几分钟，最长也不超过20分钟，不容易劝退。每章讲解有复习回顾及小结，在平台python123上有每章的练习和测试，直接反馈结果，激发继续学下去的兴趣。
个人感觉，老师说话速度慢了些，调成了2倍速播放，然后，花了大约3天的时间，把所有的视频，课件，练习和测试都刷了一遍，感觉对python的了解更系统了！
趁热打铁，把每章的知识点和练习、测试再进行整理回顾一下。
以下内容均来自课程：《python语言程序设计》 及平台python123，感兴趣的看课程视频，亲自练习，效果更好~
二、知识点
1. 程序的分支结构
-
单分支结构
单分支示例：
guess=eval(input()) if guess==99: print('猜对了') -
二分支结构
①二分支示例：
guess=eval(input()) if guess==99: print('猜对了') else: print('猜错了')②紧凑形式：适用于简单表达式的二分之结构
<表达式1> if <条件> else <表达式2>guess=eval(input()) print('猜{}了'.format('对' if guess==99 else '错')) -
多分支结构
①多分支结构示例：
score=eval(input()) if score>=60: grade='D' elif score>=70: grade='C' elif score>=80: grade='B' elif score>=90: grade='A' print('输入成绩属于级别{}'.format(grade))②程序的控制结构：顺序结构、分支结构、循环结构
-
条件判断及组合
①操作符
操作符 描述 <小于 <=小于等于 >=大于等于 >大于 ==等于 !=不等于 x and y两个条件x和y的逻辑 与x or y两个条件x和y的逻辑 或not x条件x的逻辑 非②示例
guess=eval(input()) if guess>99 or guess<99: print('猜错了') else: print('猜对了') -
程序的异常处理
①异常处理的基本使用
try: <语句块1> except: <语句块2>②示例1
try: num=eval(input('请输入一个整数：')) print(num**2) except: print('输入不是整数')③示例2
# 标注异常类型后，仅响应此类异常，异常类型名字等同于变量名 try: num=eval(input('请输入一个整数：')) print(num**2) except NameError: print('输入不是整数')④异常处理的高级使用
try: <语句块1> except: <语句块2> # else对应语句块3，在不发生异常时执行 else: <语句块3> # finally对应语句块4，一定执行 finally: <语句块4>
2. 实例5：身体质量指数BMI
描述：同时输出国际和国内对应的分类
BMI=体重（kg）/身高2（m2）
bmi.png
height, weight=eval(input('请输入身高（米）和体重（公斤）[逗号隔开]:'))
bmi=weight/pow(height,2)
print('BMI数值为：{:.2f}'.format(bmi))
who,nat='',''
if bmi<18.5:
who,nat='偏瘦','偏瘦'
elif 18.5<=bmi<24:
who,nat='正常','正常'
elif 24<=bmi<25:
who,nat='正常','偏胖'
elif 25<=bmi<28:
who,nat='偏胖','偏胖'
elif 28<=bmi<30:
who,nat='偏胖','肥胖'
else:
who,nat='肥胖','肥胖'
print("BMI指标为:国际'{0}',国内'{1}'".format(who.nat))
3.程序的循环结构
-
遍历循环
①语法：
for <循环遍历> in <遍历结构>: <语句块>②举例：
#计数循环（N次） for i in range(N): <语句块> #计数循环（特定次） for i in range(M,N,k): <语句块> #字符串遍历循环 for i in s: <语句块> #列表遍历循环，ls是一个列表，遍历其每个元素，产生循环 for item in ls: <语句块> #文件遍历循环，fi是一个文件标识符，遍历其每行，产生循环 for line in fi: <语句块> -
无限循环：由条件控制的循环运行方式
#反复执行语句块，直到条件不满足时结束 while <条件>: <语句块> #示例，无限循环的条件 a=3 while a>0: a=a-1 print(a) -
循环控制保留字：
break和continue①
break：跳出并结束当前整个循环，执行循环后的语句，仅跳出当前最内层循环②
continue：结束当次循环，继续执行后续次数循环③
break和continue：可以与for和while循环搭配使用
循环保留字.png
-
循环的高级用法：循环与
else①当循环没有被break语句退出时，执行else语句块
②else语句块作为“正常”完成循环的奖励
③这里else的用法与异常处理中else用法相似
循环与else.png
4.模块3：random库的使用
-
random库基本介绍
①random库是使用随机数的Python标准库
②random库主要用于生成随机数
③使用：
import random④需要掌握的能力：能够利用随机数种子产生“确定”伪随机数；能够产生随机整数；能够对序列类型进行随机操作；
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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，默认为当前系统时间 random()生成一个[0.0,1.0)之间的随机小数
基本随机数函数.png
-
扩展随机数函数
函数 描述 randint(a,b)生成一个[a,b]之间的整数 randrange(m,n[,k])生成一个[m,n)之间以k为步长的随机整数<br /> randrange(10,100,10)结果可能为80getrandbits(k)生成一个k比特长的随机整数<br /> random.getrandbits(16)结果可能为37885uniform(a,b)生成一个[a,b]之间的随机小数<br /> random.uniform(10,100)结果可能为13.096321648808136choice(seq)从序列seq中随机选择一个元素<br /> random.choice([1,2,3,4,5,6,7,8,9])结果可能为8shuffle(seq)将序列seq中元素随机排列，返回打乱后的序列<br /> s=[1,2,3,4,5,6,7,8,9];random.shuffle(s);print(s)结果可能为[3,5,8,9,6,1,2,7,4]- PS：哈哈，就喜欢这种态度！
学不会就学不会.png
5.实例6：圆周率的计算
描述：求解圆周率可以采用蒙特卡罗方法，在一个正方形中撒点，根据在1/4圆内点的数量占总撒点数的比例计算圆周率值。
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=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))
三、练习
1.实例5：身体质量指数BMI
同上
2. 实例6：圆周率的计算
同上
3. 整数的加减和
描述：编写程序计算如下数列的值：
1-2+3-4...966
其中，所有数字为整数，从1开始递增，奇数为正，偶数为负
r=1
for i in range(2,967):
if i%2==0:
r=eval(str(r)+'-'+str(i))
else:
r=eval(str(r)+'+'+str(i))
print(r)
4. 三位水仙花数
描述："水仙花数"是指一个三位整数，其各位数字的3次方和等于该数本身。
例如：ABC是一个"3位水仙花数"，则：A的3次方＋B的3次方＋C的3次方 = ABC。
请按照从小到大的顺序输出所有的3位水仙花数，请用"逗号"分隔输出结果。
k=''
for i in range(100,1000):
k1=i//100
k2=(i-k1*100)//10
k3=i-k1*100-k2*10
if pow(k1,3)+pow(k2,3)+pow(k3,3)==i:
k+=str(i)+','
print(k.rstrip(','))
5.用户登录的三次机会
描述：给用户三次输入用户名和密码的机会，要求如下：
1）如输入第一行输入用户名为‘Kate’,第二行输入密码为‘666666’，输出‘登录成功！’，退出程序；
2）当一共有3次输入用户名或密码不正确输出“3次用户名或者密码均有误！退出程序。”。
for i in range(1,4):
ID=input()
pw=input()
if (ID=='Kate')&(pw=='666666'):
print('登录成功！')
break
else:
print('3次用户名或者密码均有误！退出程序。')
四、测试
1.选择题
for var in ___:
print(var)
哪个选项不符合上述程序空白处的语法要求？
A "Hello"
B (1,2,3)
C range(0,10)
D {1;2;3;4;5}
for .. in .. 中 in 的后面需要是一个迭代类型（组合类型），{1;2;3;4;5}不是Python的有效数据类型。
for i in range(0,2): print(i)
哪个选项是以上程序的输出结果？
A 1 B 1 2 C 0 1 2 D 0 1
range(0, 2)输出两个值：0和1。
k=10000 while k>1: print(k) k=k/2
哪个选项给出了上述程序的输出次数？
A 15 B 1000 C 13 D 14
请跟随程序计算或在IDLE中运行程序获得结果。
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哪个选项是程序的三种基本结构？
A 顺序结构，跳转结构，循环结构
B 过程结构，对象结构，函数结构
C 顺序结构，循环结构，分支结构
D 过程结构，循环结构，分支结构
无对象结构、跳转结构、过程结构等说法
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哪个选项关于循环结构的描述是错误的？
A 条件循环和遍历循环结构都是基本的循环结构
B 循环是一种程序的基本控制结构
C 循环是程序根据条件判断结果向后反复执行的一种运行方式
D 死循环无法退出，没有任何作用
死循环能够用于测试性能，形式上的死循环可以用break来退出，例如：
x = 10 while True: x = x - 1 if x == 1: break死循环是有其作用的。
-
关于Python语句P=-P，哪个选项的描述是正确的？
A 给P赋值为它的负数
B P等于它的负数
C P=0
D P的绝对值
turtle.pendown()只是放下画笔，并不绘制任何内容。
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哪个选项是用来判断当前Python语句在分支结构中？
A 缩进 B 冒号 C 引号 D 大括号
缩进表达层次关系。
- 哪个选项是下面代码的执行结果？
for s in "PYTHON":
if s=="T":
continue
print(s,end="")
A TT B PYTHON C PY D PYHON
continue结束当次循环，但不跳出当前循环。
-
哪个选项是random库中用于生成随机小数的函数？
A randrange() B randint() C random() D getrandbits()
randint()、getrandbits()、randrange()都产生随机整数，random()产生0到1之间的随机小数。
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关于try-except，哪个选项的描述是错误的？？
A NameError是一种异常类型
B 用于对程序的异常进行捕捉和处理
C 表达了一种分支结构的特点
D 使用了异常处理，程序将不会再出错
使用了异常处理，程序可能运行不会出错，但逻辑上可能出错。程序错误是一个大概念，不仅指代码运行错误，更代表功能逻辑错误。
2.程序设计题
- 四位玫瑰数
描述：四位玫瑰数是4位数的自幂数。自幂数是指一个 n 位数，它的每个位上的数字的 n 次幂之和等于它本身。
例如：当n为3时，有1^3 + 5^3 + 3^3 = 153，153即是n为3时的一个自幂数，3位数的自幂数被称为水仙花数。
请输出所有4位数的四位玫瑰数，按照从小到大顺序，每个数字一行。
for i in range(1000,10000):
k1=i//1000
k2=(i-k1*1000)//100
k3=(i-k1*1000-k2*100)//10
k4=i-k1*1000-k2*100-k3*10
if pow(k1,4)+pow(k2,4)+pow(k3,4)+pow(k4,4)==i:
print(i)
- 100以内素数之和
描述：求100以内所有素数之和并输出。
素数指从大于1，且仅能被1和自己整除的整数。
提示：可以逐一判断100以内每个数是否为素数，然后求和。
m=0
for i in range(2,101):
for k in range(2,101):
if (i%k==0)&(i!=k):
break
else:
m=m+i
print(m)
【笔记】《python语言程序设计》—Python基本语法元素
