如何分析python流程的控制

本篇文章給大家分享的是有關(guān)如何分析python流程的控制，小編覺得挺實用的，因此分享給大家學(xué)習(xí)，希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲，話不多說，跟著小編一起來看看吧。

前言：

經(jīng)過簡單的了解python基本語法和使用后，發(fā)現(xiàn)其都是一些順序執(zhí)行語句，也就是依次執(zhí)行，沒有任何的分支，循環(huán)，也不會返回到以前的執(zhí)行語句-流程控制。在實際使用中，當(dāng)然不可避免使用到流程控制語句，但其都要由邏輯表達式進行控制，因此先行介紹一下布爾邏輯。

1. 布爾邏輯

什么是布爾邏輯？

簡單來講，布爾邏輯就是操作真值。相比大多數(shù)編程語言一樣，Python也使用布爾邏輯來做決策判斷，使用True和False表示。一般經(jīng)常使用的有4個布爾邏輯運算符，not、and、or、==。在Python語言的使用中，幾乎所有判斷決策都可以使用這四個邏輯運算符表示。首先我們計算布爾邏輯可能產(chǎn)生的值，假設(shè)a,b兩個變量，那么對于它們來講就有四個非真即假的組合，如下表：F表示FALSE，T表示TRUE

通過代碼直觀感受下布爾邏輯計算的結(jié)果：

==（邏輯相等）， 當(dāng) a 和 b 包含的真 值相同，即都為 True 或都為 False 時，表達 式 a==b 的結(jié)果才為 True

!= (邏輯不等)

and(邏輯與)， 僅當(dāng)a和b都為 True 時，布爾表達式的 結(jié)果才為 True，而在其他情況下都為 False

or(邏輯或)， 僅當(dāng)a和b至少有一個為 True 時，布爾表達式 a or b 才為 True

not(邏輯非)，不真即為假，不假即為真

有計算的地方，就會涉及到計算的優(yōu)先級，對于布爾運算的優(yōu)先級，規(guī)則如下

優(yōu)先級由高到低：

a==b、a != b、not a、a and b、a or b

舉個例子： not True and False or True，執(zhí)行結(jié)果如下圖True?？梢钥吹狡鋱?zhí)行順序為not True，在計算(not Ture) and False，最后是or，那么我們來簡化下，這個求值結(jié)果是不是就是計算 False and False or True 。這也算是優(yōu)化的一小步！當(dāng)然，我們根據(jù)上面的表在考慮一下：and的優(yōu)先級高于or，故而計算False and False 等價于 False。那么最后的表達式也就是計算 False or True。

我們隨機在上一個表達式中添加括號，以圖查看括號對布爾表達式計算的影響。同時，當(dāng)布爾邏輯表達式用于循環(huán)語句或者if條件語句時，也會經(jīng)常遇到包含括號的表達式。如下圖：

所以，當(dāng)需要使用比較復(fù)雜的布爾邏輯表達式的時候，需要特別注意括號的使用！

• 了解了布爾邏輯的規(guī)則，Python同其它語言一樣，使用了一定的方法，提高了布爾表達式的計算速度，這個方法被稱為：短路求值。

• 有興趣的話可以自行深入了解下實現(xiàn)原理
  

這個邏輯表達式是Python使用者經(jīng)常用到的，直觀來講，以 True or Any 為例，不論這個Any為什么值，其表達式結(jié)果都是True。同理，False and Any 的結(jié)果為False。但切記，邏輯好用的同時也會對代碼產(chǎn)生可讀性不好的體驗感，可以用下面提到的if條件語句來實現(xiàn)運算規(guī)則體驗一下！

1.1 條件控制語句-if

if-條件控制語句，它的作用是使得代碼程序在執(zhí)行的時候按照一定的條件進行決策改變。對于文本處理、腳本開發(fā)、網(wǎng)站開發(fā)、數(shù)據(jù)科學(xué)等各個方向的研究實現(xiàn)，幾乎都會使用到if語句。

1.2 if/else 語句

假設(shè)有個簡單的小需求：開機需要用戶輸入用戶名和密碼，如果正確則讓其登錄，如果不正確告知密碼不正確。

if __name__ == "__main__":

    while True:
        scan_user = input('please input your name: ')
        scan_pass = input('please input your passwd: ')
        if scan_pass == 'if/else':
            print('Logging on now!')
        else:
            print('your passwd is incorrect!!')
        print('我不在if/else語句中！')

執(zhí)行結(jié)果：

可以看到，如果變量scan_pass指向的字符串為"if/else"，就會顯示登錄成功，如果不是，變量為任何值都會提示密碼錯誤。

由此，我們來畫一個if/else的基本語句結(jié)構(gòu)：

在Python的使用中，通常會將 : 用作 if 語句頭、循環(huán)頭和函數(shù)頭的結(jié)束標(biāo)記。并且，其中的代碼塊可以包含任意數(shù)量的Python語句和其它if語句。在Python編程中，同樣需要縮進代碼塊，不過與其它語言為了美觀相比，Python必須使用縮進來表示一段代碼塊的所屬。如上面那段示例的最后一行代碼，并不在else語句中。

1.3 if/elif 語句

if/elif 語句是if/else語句的擴充，很多邏輯的實現(xiàn)不會僅僅只包含兩個條件，它可能包含多個條件。比如某商場設(shè)定的一些優(yōu)惠條件：滿200打八折，滿400打六折，滿800超出400的部分打五折等等。

這樣的代碼實現(xiàn)如下：

if __name__ == "__main__":
    
    while True:
        consumer = int(input('請輸入您的消費金額：'))
        money = 0
        if 200 <= consumer < 400:
            money = consumer * 0.8
            print('您的消費金額是：' + str(money))
        elif 400 <= consumer < 800:
            money = consumer * 0.6
            print('您的消費金額是：' + str(money))
        elif consumer >= 800:
            money = 400 * 0.6 + (consumer - 400) * 0.5
            print('您的消費金額是：' + str(money))

當(dāng)輸入消費金額之后，程序進入if/elif 語句，按照指定順序依次進行判斷，首先對消費金額進行大于200并小于400的判斷，然后計算出此次消費金額，跳出語句，以此類推。需要注意的是： elif 是 else if 的縮寫，編寫時可以隨意使用，但是每個代碼塊的縮進必須相同。

if/else 語句還有一個比較簡單的寫法，是一種有人喜歡有人不喜歡的寫法。

通常如下：主要看response那一行代碼，這行代碼就等價于下面的if/else代碼塊。

if __name__ == "__main__":

    color = input('請問您最喜歡什么顏色？')
    response = 'blue' if color == 'red' else 'black'
    print(response)
if __name__ == "__main__":

    color = input('請問您最喜歡什么顏色？')
    if color == 'red':
        like = 'blue'
    else:
        like = 'black'

條件表達式通常比等價的 if/else 語句簡短，但并非總是與 if/else 語句一樣靈活和易于理解。一般而言，僅當(dāng)條件表達式可讓代碼更簡單時才會使用。

2 循環(huán)控制語句

上面的條件控制主要決策執(zhí)行哪一段代碼塊，在編寫代碼時也會涉及到重復(fù)的執(zhí)行某一段代碼，這時就會用到循環(huán)控制語句。在每種語言的使用中，通常會用到的就是for循環(huán)和while循環(huán)兩種循環(huán)控制語句。此處加個小說明：無論老師講課還是日常使用中，經(jīng)常會用到變量i，因為它是index的縮寫。當(dāng)開始使用循環(huán)語句的時候， 通常將 j 和 k 用作其他循環(huán)變量名。

2.1 循環(huán)控制之for

假設(shè)我們需要在屏幕上依次打印數(shù)字0~9，此時我們可以使用循環(huán)語句實現(xiàn)，如下：for循環(huán)的第1行被稱為for循環(huán)頭。for 循環(huán)總是以關(guān)鍵字for打頭，接下來是循環(huán)變量（這里為 i），然后是關(guān)鍵字 in。關(guān)鍵字 in 后面通常（但并非總是）是 range(n) 和結(jié)束符號 : 。for 循環(huán)重復(fù)執(zhí)行循環(huán)體（循環(huán)頭后面的語句塊）n 次。

if __name__ == "__main__":

    for i in range(10):
        print(i)

每次執(zhí)行循環(huán)時，循環(huán)變量都被設(shè)置為下一個值。默認情況下，初始值為 0，并逐步遞增到 n-1（而不是 n）。

如果要修改循環(huán)的初始值，可在 range 中添加初始值：

if __name__ == "__main__":

    for i in range(1,10):
        print(i)
    #或者給變量i+1   
 for i in range(10):
   print(i + 1)

如果需要按照相反的順序打印，則可以按照以下兩個方法：

if __name__ == "__main__":

    for i in range(10, 0, -1):
        print(i)
        
    for i in range(10):
    print(10 - i)

for循環(huán)當(dāng)然不止運用于循環(huán)打印，在實際編程中，根據(jù)不同的需要，其可以適用于任何類型的迭代中。例如，使用for循環(huán)讀取文本的行數(shù)據(jù)或者向文本中寫入數(shù)據(jù)等等。

2.2 循環(huán)控制之while

對于while循環(huán)，在本人的使用中，對比for，感受到for循環(huán)更容易使用，但其卻沒有while循環(huán)的靈活性。同樣，我們循環(huán)打印一些數(shù)字：

if __name__ == "__main__":

    i = 0
    while i < 10:
        print(i)
        i = i + 1

該代碼與for循環(huán)的執(zhí)行結(jié)果是一樣的，但是直觀來看，while循環(huán)的代碼塊要稍微復(fù)雜一些。while 循環(huán)本身以關(guān)鍵字 while 打頭，這 一行被稱為 while 循環(huán)頭，而它后面縮進的代碼被稱為 while 循環(huán)體。以這個例子我們畫一個while循環(huán)的執(zhí)行流程圖，

如下：

可以總結(jié)一下， while 循環(huán)的控制流程：

1.Python 檢查循環(huán)條件為 True 還是 False（就是之前所闡述的布爾表達式），

• 如 果為 True，就執(zhí)行循環(huán)體；

• 如果為 False，就跳過循環(huán)體（即跳出循環(huán)）并執(zhí)行后面的語句。

2. 在條件為 True 并執(zhí)行循環(huán)體后，Python 再次檢查條件。只要循環(huán)條件為 True，Python 就不斷執(zhí)行循環(huán)體，直到跳出。

示例程序的第 1 行為 i = 0，在循環(huán)語境下，i=0被稱為初始化語句。與 for 循環(huán)那樣自動初始化循環(huán)變量不同，由編程者負責(zé)給 while 循環(huán)使用的變量指定初始值。而循環(huán)體的最后一行為 i = i + 1，隨著循環(huán)的進行，i 的值不斷遞增，確保循環(huán)終將終止。在 while 循環(huán)中，這一行被稱為遞增語句，在本例中作用是讓循環(huán)變量進行遞增。

這樣看來，for循環(huán)不需要編程者去定義初始化語句和遞增語句，但是在開發(fā)中，使用者通常會發(fā)現(xiàn)這些語句一旦不注意則會導(dǎo)致bug出現(xiàn)，這也是為什么說while循環(huán)要比for循環(huán)更加靈活。

while循環(huán)在使用測試時，通常還有一個特性便是無線循環(huán)執(zhí)行，實現(xiàn)只需要一行代碼while true，只要使用，那么其循環(huán)體便會持續(xù)執(zhí)行下去。在實際生產(chǎn)中，最好使用for循環(huán)來代替這種用法！后續(xù)也會闡述一些跳出循環(huán)的語句來避免。

3 for vs while

使用三個簡單的小例子來看下for循環(huán)和while循環(huán)是如何解決相同的問題，同時體會一下二者的不同，這可以讓我們更好的應(yīng)用在實際的編程中去。

3.1 對輸入的數(shù)字求和

本案例輸入一些數(shù)字，然后求出這些數(shù)字的總和。

for循環(huán)實現(xiàn)：

if __name__ == "__main__":

    num = int(input('需要計算多少個數(shù)字：'))
    sum = 0
    for i in range(num):
        n = input('輸入第' + str(i + 1) + '個數(shù)字:')
        sum = sum + int(n)
    print('輸入的數(shù)字總和為：' + str(sum))

while循環(huán)實現(xiàn)：

num = int(input('需要計算多少個數(shù)字：'))
    sum = 0
    i = 1
    while i <= num:
        n = input('輸入第' + str(i + 1) + '個數(shù)字:')
        sum = sum + int(n)
        i = i + 1
    print('輸入的數(shù)字總和為：' + str(sum))

二者實現(xiàn)的結(jié)果如下：

案例中的程序都是將輸入的數(shù)字固定在整數(shù)，如果用戶輸入的是浮點數(shù)，調(diào)用 int(s) 時將會報錯。當(dāng)然，要支持用戶輸入浮點數(shù)很容易， 只需將int(s)改為float(s)即可。

3.2 未知個數(shù)字的求和

這個案例需要注意，上面的案例無論使用for循環(huán)或者while循環(huán)都可以實現(xiàn)需求，但是這個案例可以體驗一下for循環(huán)無法處理，但是while循環(huán)適用的情況。需求：假設(shè)輸入一系列數(shù)字，同樣計算總和，但是并不知道會輸入多少個數(shù)字，并且在輸入結(jié)束時，我們以done為標(biāo)識。

if __name__ == "__main__":

    num = input('輸入完成標(biāo)識(or "done")：')
    sum = 0
    while num != 'done':
        i = int(num)
        sum = sum + i
        num = input('輸入完成標(biāo)識(or "done")：')
    print('輸入的數(shù)字總和為：' + str(sum))

結(jié)果示例1：

結(jié)果示例2：

試想一下，我們不知道會輸入多少個數(shù)字，而是直到輸入標(biāo)識字符才會計算求和。這個代碼塊預(yù)先并不知道循環(huán)體執(zhí)行多少次。

注意代碼中的一些地方：

• 1. 在循環(huán)體內(nèi)，語句的排列順序至關(guān)重要。如果循環(huán)條件為 True，就說明 num 不是 'done'，所以假定它是一個整數(shù)。 因此，我們可以將它轉(zhuǎn)換為整數(shù)，將其與總和相加。

• 2. 必須在兩個地方調(diào)用 input：循環(huán)前面及循環(huán)體內(nèi)，因為循環(huán)條件判斷輸入是數(shù)字還是 'done'。

• 3. 不再需要計數(shù)器變量 i。在上一個計算總和的示例中，i 用于記錄輸入了多少個數(shù)字。在日常使用中，程序包含的變量越少，越容易理解、調(diào)試和擴展。

3.3 階乘計算

最后在體驗一把二者都可以使用的情況：計算數(shù)字的階乘，即1*2*3*4*...*n；

if __name__ == "__main__":

    num = int(input('輸入一個大于0的整數(shù): '))
    k = 1;
    for i in range(2,num+1):
        k = k * i
    print(str(num) + '的階乘值:' + str(k))

    num = int(input('輸入一個大于0的整數(shù): '))
    k = 1;
    i = 2;
    while i<=num:
        k = k * i;
        i = i + 1
    print(str(num) + '的階乘值:' + str(k))

由于python對整數(shù)的最大取值沒有限制，所以可以使用python來計算很大的階乘值。

以上就是如何分析python流程的控制，小編相信有部分知識點可能是我們?nèi)粘９ぷ鲿姷交蛴玫降?。希望你能通過這篇文章學(xué)到更多知識。更多詳情敬請關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道。