第3章　顺序结构语句与条件控制语句

计算机在解决某个具体问题时，主要有3种情形，分别是顺序执行所有的语句、选择执行部分语句和循环执行部分语句。对应程序设计中的3种基本结构是顺序结构、选择结构和循环结构。这3种结构在程序代码中的体现如下。

通过上面的代码特征，可以总结出结构化程序设计的3种基本结构，如图3.1所示。

图3.1　结构化程序设计的3种基本结构

本章将对Python中的顺序结构语句和条件控制语句进行介绍。

3.1　顺序结构语句

顺序结构语句就是按程序语句的自然顺序，从上到下，依次执行每条语句的程序。顺序结构语句是程序中最基础的语句，赋值语句、输入/输出语句、模块导入语句等都是顺序结构语句。

3.1.1　赋值语句

在Python中，任何一个变量，只要想用它，就要先赋值。语句格式如下：

对象可以是任何常数、已经有值的变量或表达式。但变量必须是一个明确的、已命名的变量。简单的赋值语句如下：

在赋值时，可以将一个对象赋值给多个目标，每个目标变化，都会影响其他目标，这样的赋值称为多目标赋值或共享引用。例如：

学习笔记

赋值语句是程序设计语言中最简单的、使用最多的语句，在程序设计过程中，赋值语句的使用是否合理、恰当，不但可以提高代码的执行效率，同时也可以反映一个程序员的基本编程能力，如表3.1所示的赋值语句，看看你已经掌握了几个。

表3.1　赋值语句

Python中的增强赋值是从C语言中借鉴过来的，用法基本和C语言一致，采用二元表达式和赋值语句的结合，如使用“+”的赋值语句，a += b 相当于赋值语句a = a + b。常用的运算符主要有+=、-=、*=、/=、//=、**=、%=。位操作符有^=、＜＜=、|=、＞＞=、//=y。增强赋值语句代码如下：

学习笔记

使用增强赋值语句的优点如下。

· 代码简洁，减少输入代码。

· 效率高，代码执行速度更快，如x+=y，代码只执行一次，而x=x+y，代码执行两次。

· 更易优化，对于支持在原处修改的对象，增强形式会自动执行原处的修改，而不是更慢的复制。

3.1.2　输入/输出语句

在程序中，很多数据是通过键盘输入的。通过键盘输入数据，不但可以增加程序与用户之间的交流互动，也可以实现程序对用户的有效识别与控制。输入/输出语句是典型的顺序结构语句，代码如下：

3.2　常用条件语句

程序中的选择语句也称为条件语句，即按照条件选择执行不同的代码段。Python中选择语句主要有3种形式，分别为if语句、if…else语句和if…elif…else语句。

3.2.1　if语句

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Python中使用if保留字来组成选择语句，其语法格式如下：

其中，表达式可以是一个单纯的布尔值或变量，也可以是比较表达式或逻辑表达式（例如，a＞b and a ！= c）。如果表达式为真，则执行“语句块”；如果表达式为假，则跳过“语句块”，继续执行后面的语句。这种形式的if语句相当于汉语里的关联词语“如果……则……”，其流程图如图3.2所示。

图3.2　if语句的流程图

在条件语句的表达式中，经常需要逻辑判断、比较操作和布尔运算，它们是条件语句（if ，while）的基础，掌握了它们才能够更好地运用条件语句，如表3.2所示为条件语句中常用的比较运算符及其说明。

表3.2　条件语句中常用的比较运算符及其说明

如果你购买了一张彩票，现在公布出来的中奖号码是“432678”，那么使用if语句可以判断是否中奖，代码如下：

在实际商品销售中，经常需要对商品的价格、销量进行分类，如果商品日销量大于或等于100，那么可以用A来表示，使用if语句实现方法如下：

如果商品日销量小于100，那么可以用B来表示，使用if语句实现方法如下：

在开发程序时，有时需要判断某些元素是否在一定范围内，可以使用in或not in。例如，在判断用户输入的内容时，经常需要判断用户输入的是数字还是字符，即对输入的内容进行验证。例如，要求用户输入一个小写字母，如果输入正确，那么提示用户“输入正确，将进入下一步操作！！”，使用if语句实现方法如下：

如果要求用户输入的是0～9之间的数字，输入非法字符则提示用户重新输入，使用if语句实现方法如下：

有时可以直接利用字符串的真值进行逻辑判断，如果条件为真，则执行代码块；如果条件为假，则不执行代码块。例如，要求用户输入手机号码的2位尾数，如果输入的尾数为“01”，则提示用户“祝贺您获得特等奖！！”，使用if语句实现方法如下：

学习笔记

在使用if语句时，如果只有一条语句，语句块可以直接写到“：”的右侧，如下面的代码：

但是，为了程序代码的可读性，建议不要这么做。

学习笔记

if语句后面未加冒号，如下面的代码：

运行程序后，将产生如图3.3所示的语法错误。

图3.3　语法错误

解决的方法是在第2行代码的结尾处添加英文半角的冒号，正确的代码如下：

3.2.2　if…else语句

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生活中经常遇到二选一的情况，例如，如果明天下雨，就去看电影，否则就去踢足球；如果密码输入正确，就进入网站，否则需要重新输入密码；如果购物金额超过200元，就可以返100元购物券，否则就只能参加加钱换购活动。Python提供了if…else语句解决类似问题，其语法格式如下：

在使用if…else语句时，表达式可以是一个单纯的布尔值或变量，也可以是比较表达式或逻辑表达式。如果满足条件，则执行“语句块1”，否则执行“语句块2”。这种形式的选择语句相当于汉语里的关联词语“如果……否则……”，其流程图如图3.4所示。

图3.4　if…else语句的流程图

在登录网站时，通常需要输入用户名称和登录密码，然后验证是否为网站的注册用户。现在使用if…else语句来判断用户输入的用户名称是否正确。假设用户名称为mingri，如果用户名称输入正确，则输出“正在登录网站，请稍后！！”；如果用户名称输入错误，则输出“输入用户名称有误，请重新输入！！”。

上面的代码只对用户名称进行了验证，下面同时对用户名称和登录密码进行验证，这时需要使用and运算符，代码如下：

3.2.3　if…elif…else语句

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if…elif…else语句是一个多分支选择语句，通常表现为“如果满足某种条件，进行某种处理；否则，如果满足另一种条件，则执行另一种处理”。if…elif…else语句的语法格式如下：

在使用if…elif…else语句时，表达式可以是一个单纯的布尔值或变量，也可以是比较表达式或逻辑表达式。如果表达式为真，则执行语句；如果表达式为假，则跳过该语句，进行下一个elif的判断；只有在所有表达式都为假的情况下，才会执行else中的语句。if…elif…else语句的流程图如图3.5所示。

图3.5　if…elif…else语句的流程图

学习笔记

if和elif都需要判断表达式的真假，而else则不需要判断；另外，elif和else都必须跟if一起使用，不能单独使用。

当大家还在谈论“00后”，“10后”时，“20后”马上就要出生了。根据输入的出生年份，可以判断属于哪个年龄阶层。例如，输入1985，输出“您属于80后，任重道远！”；输入1978，输出“您属于70后，老骥伏枥！”；输入1997，输出“您属于90后，劈波斩浪！”；输入2000，输出“您属于00后，柳暗花明！”；输入2012，输出“您属于10后，前程似锦！”，代码如下：

上面的代码需要注意的是年份边界的控制，如“00后”的年份边界是2010＞year＞=2000，边界不能包括2010，但必须包括2000。选择条件2010＞year＞=2000也可以写成year＞=2000 and year＜2010。另外，elif语句也可以用else…if语句替代，只是代码会变得比较复杂，可读性没有elif好，如上面代码用else…if实现如下：

3.3　if语句的嵌套

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前面介绍了3种形式的if选择语句，这3种形式的选择语句之间都可以进行相互嵌套。

在最简单的if语句中嵌套if…else语句，语法格式如下：

在if…else语句中嵌套if…else语句，语法格式如下：

象限是平面直角坐标系中横轴和纵轴所划分的四个区域，每一个区域叫作一个象限。象限以原点为中心，x轴、y轴为分界线。右上的称为第一象限（x＞0，y＞0），左上的称为第二象限（x＜0，y＞0），左下的称为第三象限（x＜0，y＜0），右下的称为第四象限（x＞0，y＜0）。坐标轴上的点不属于任何象限，象限关系如图3.6所示。如果想要编写一个程序，根据用户输入的坐标值，判断用户输入的坐标属于第几象限，可以使用if嵌套语句来对输入的x值、y值进行判断，从而实现对输入坐标点象限的判定。设计坐标点象限判断算法如图3.7所示，根据算法，编写代码如下：

图3.6　象限关系图

图3.7　设计坐标点象限判断算法

输入坐标，运行结果如图3.8～图3.10所示。

图3.8　x＞0，y＞0属于第一象限

图3.9　x＜0，y＞0属于第二象限

图3.10　x＞0，y＜0属于第四象限

学习笔记

if语句可以有多种嵌套方式，用户在开发程序时可以根据自身需要选择合适的嵌套方式，但一定要严格控制好不同级别代码块的缩进量。

3.4　使用and连接条件的选择语句

在实际工作中，经常会遇到需要同时满足两个或两个以上条件才能执行if后面的语句块，如图3.11所示。

图3.11　and语句的流程图

and是Python的逻辑运算符，可以使用and进行多个条件内容的判断。只有同时满足多个条件，才能执行if后面的语句块。例如，年龄在18周岁以上70周岁以下，可以申请小型汽车驾驶证。可以分解为两个条件：

●年龄在18周岁以上，即“年龄＞=18”。

●70周岁以下，即“年龄＜=70”。

使用and来实现满足这两个条件的判断，输入年龄＞=18，年龄＜=70，使用print（）函数输出“您可以申请小型汽车驾驶证！”，代码如下：

其实，不使用and语句，只使用if语句嵌套，也可以实现上面的效果，代码如下：

求除以三余二，除以五余三，除以七余二的数，利用and连接多个条件语句实现，代码如下：

当输入23时，运行结果如图3.12所示。

图3.12　输入的是符合条件的数

当输入17时，运行结果如图3.13所示。

图3.13　输入的是不符合条件的数

学习笔记

当输入不符合条件的数时，程序没有任何反应，读者可以自己编写相关代码解决该问题。

3.5　使用or连接条件的选择语句

有时，会遇到只需要满足两个或两个以上条件之一，就能执行if后面的语句块，如图3.14所示。

图3.14　使用or连接条件语句的流程图

or是Python的逻辑运算符，可以使用or进行多个条件内容的判断。只要满足一个条件，就可以执行if后面的语句块。例如，将日销量低于10的商品，高于100的商品，列为重点关注商品。使用or实现两个条件的判断，输入的日销量＜10或日销量＞100，使用print（）函数输出“该商品为重点关注商品”，代码如下：

不用or语句，只用两个简单的if语句，也可以实现上面的效果，代码如下：

3.6　使用not关键字的选择语句

在开发程序中，用户可能面临如下情况。

●如果变量值不为空值，则输出“You win ！”，否则输出“You lost ！”。

●在输入密码时，输入非数字均认为非法输入。

用户可以使用not关键字进行上面程序的判断。not为逻辑运算符，用于布尔型True和False。not与条件判断语句if连用，当not后面的表达式为False时，执行冒号后面的语句，示例代码如下：

上面的程序输出结果为“You lost ！”。需要注意的是，当not后面的表达式为False时，执行冒号后面的语句，所以not后面的表达式的值尤为关键。如果在代码前加入：

则输出结果为“You win ！”。

学习笔记

在Python中，False、None、空字符串、空列表、空字典、空元组都相当于False。

“if x is not None”是最好的写法，不仅清晰，而且不会出现错误，以后请坚持使用这种写法。使用“if not x”这种写法的前提是，必须清楚当x等于None、False、空字符串、0、空列表、空字典、空元组时，对判断没有影响才行。

在Python中，要判断特定的值是否存在列表中，可以使用关键字in；判断特定的值不存在列表中，可以使用关键字not in。例如，在输入密码时，输入非数字均认为是非法输入，代码如下：

运行程序，通过键盘输入1位数字，没有任何提示；如果输入非数字，则输出“非法输入”。