实验 4 Python 的流程控制

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实验 4 Python 的流程控制

实验 4 Python 的流程控制

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目录

实验 4 Python 的流程控制

Python 文件的创建和执行

流程控制

条件判断

比较大小游戏

更多判断

循环控制

💡 while 循环

💡 break 和 continue

玩转实验环境

总结

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这节课，来点更专业的

你终于来了，快搬个小板凳坐下，今天我们来学点更专业的东西～

在上节课中，我们都是在 Python 的 命令行交互环境中学习 Python。但在实际的开发工作中，我们要把代码写进一个文件里，这样不管拿到哪里都可以执行，而且方便修改和调试。

所以在开始之前，我们先学习一下怎么创建 Python 文件并执行。

知识点

• Python 文件的创建和执行
• 流程控制
• 条件判断
• 循环

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Python 文件的创建和执行

在开发过程中经常被使用到的 Python 程序，是一个或多个的脚本文件，通常会以 .py 作为文件后缀。当完成脚本的编写后，可以用 Python 解释器来运行 Python 脚本。

在实验环境中，你可以使用 vim、sublime 或 gedit 来编写 Python 程序，这里以 gedit 举例：

💡 创建和打开文件

你可以通过两种方式，创建和打开 Python 文件：

1. 命令行方式创建

在 Xfce 终端中输入：

gedit test.py

 

这行命令的作用是：用 gedit 打开 test.py 文件；如果该文件不存在，则 创建 它并打开。

执行命令后，我们看到 gedit 弹了出来，而且文件名是 test.py

2. 在 gedit 中创建

还可以先打开 gedit 程序，再点击菜单栏的 文件-新建，即可创建一个新的空白文件。

💡 保存文件

在 test.py 文件中输入以下的代码内容：

print('hello shiyanlou')

 

输入完成后，按下 ctrl + s 或点击 保存 按钮，即可保存。

（如果你是在 gedit 中新建的文件，保存时请输入文件名 test.py，并注意存放路径是否在 home 目录）

💡 执行 Python 文件

保存文件后，先关闭 gedit ，然后打开 Xfce 终端，直接使用 Python3 解释器执行 test.py ：

python3 test.py

 

可以看到 hello shiyanlou 输出到了屏幕上。

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流程控制

下面，我们来学习计算机系统中的一大核心知识——流程控制。

「 流程控制 」是一个程序的关键所在。简单的说，「流程控制」就是告诉计算机什么时候该干什么事。比如一个游戏中，你要让计算机清晰地知道 —— 什么情况下会掉血，按下什么键代表攻击，过多久能复活……

学会流程控制后，你就可以用程序做很多事，比如：

写一个扣税计算器：

写一个抽卡游戏：

接下来，我们先来学习流程控制中的条件判断。

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条件判断

其实我们每天都生活在条件判断中：早上如果闹钟 ⏰ 响了，执行起床/赖床程序；如果到了 12 点，执行吃饭程序；如果到了 6 点，执行下班或放学……

如果有一天，你的女朋友对你说，“下班买 2 个西瓜回来”，你会这样执行：

换成 Python 代码，买西瓜的程序还是一样的，只不过把 如果、否则 换成了 if、else 。

挺容易理解的吧？其实就是用代码告诉计算机：什么条件下该做什么。

很多编程语言都会使用 if 、else 作为流程控制的关键字。 if 语句最简单的构成是这样的：

if SomethingHappen:DoThisCode

 

⚠️ 注意第 1 行末尾的冒号 : 和第 2 行的 4 个空格缩进，原因会在后面详解。

除此之外，Python 还加入了 elif，即 else if，方便执行更复杂的判断。

如：买 2 个西瓜，4 个苹果，5 根香蕉

代码如下（示例，非标准代码） ：

if 看到卖西瓜的:    #当满足条件时，执行内部的代码；如不满足，则跳到下一个语句块买 2 个
elif 看到卖苹果的:买 4 个
elif 看到卖香蕉的:买 5 根
else:   # 如果上面的条件都不满足，则执行 else 内部的代码不买

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比较大小游戏

让我们写一个比大小的游戏，进一步熟悉条件判断的语法：

在终端中输入 gedit compare.py，然后在打开的 gedit 中输入：

a = int(input("Please enter a number: "))
## 让用户输入一个数字，用变量 a 接受
if a > 10:   ##如果 a > 10，则执行内部的代码，反之跳过print('a > 10')## 请特别注意语句块内的空格缩进，请使用 4 个空格缩进。## 请特别注意语句块内的空格缩进，请使用 4 个空格缩进。## 请特别注意语句块内的空格缩进，请使用 4 个空格缩进。
elif a == 10:print('a == 10')
else:print('a < 10')

 

⚠️ 注意：以下五点，都很重要

• if、elif、else 后要加冒号 :，告诉计算机这是一个判断语句，如满足条件，就执行语句块内部的代码。
• Python 使用严格的缩进，来区分代码块的执行级别。比如 if 下面的代码要缩进四个空格，代表的是 if 内部的功能；else 下面的代码同样要缩进四个空格，代表是 else 内部的功能。
• 推荐使用 4 个空格缩进；也可以在编辑器内，把 Tab 键改为四个空格，用 Tab 键缩进。
• 用 input() 接受到的用户输入，类型为字符串 string，但字符串不能和整数比较大小，所以要用 int() 函数将数据转换为 int 整数类型。
• 使用 int() 函数，可以把括号里的内容转换为整数，但要注意：只有数字或纯数字的字符串才能转换，如'a'、'abc'这样的内容就不行；float 类型的数字会只保留整数部分。

保存文件，关闭 gedit 后，在终端中输入 python3 compare.py ，运行刚刚的程序。

输入数字后，屏幕上打印出了比较结果，第一个条件控制程序成功

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更多判断

💡 在一个判断中，还可以嵌套另一套判断，比如当男人喜欢上一个人时：

if 那个人是女人:if 单身:你可以追求她else:放弃
else：成为基友

 

💡 还可以使用 and 和 or 进行综合控制：

if 那个人是女人 and 单身:   # A 和 B必须同时满足才能执行你可以追求她
else：成为基友

 

又比如：你今天不想吃饭，除非吃火锅或者烧烤：

if 火锅 or 烧烤:   # A 或 B 满足一个即可执行吃饭
else：不吃饭

 

在程序开发过程中，当遇到一些代码暂时不写(等到后面写)，又不想程序在执行时报错的情况，可以使用 pass 关键字，程序执行遇到 pass 就会跳过这里的代码块继续执行后面的代码：

>>> a = 3
>>> if a<1:
...     print("a<1")
... else:
...     pass
...
>>> #程序没有报错

 

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循环控制

对人类来说，「循环」糟糕透了，它往往意味着重复和枯燥。但大多数人都在循环中工作和生活，比如收集用户信息、下载 500 张图片、上 12306 抢春运的火车票、给 20 个亲戚解释你不是修电脑的……想想就如噩梦一般，相信没有人想过这种流水线的生活。

但有了计算机，一切都大不一样了：它任劳任怨、不会抱怨，而且工作速度比人快成千上万倍。你只需要制订好一些规则，然后在旁边泡杯茶，看云展云舒即可。

Python 中包含两种循环方式，一种是 for 循环，一种是 while 循环。

💡 for 循环

for循环主要用于对一个范围内的每个元素进行指定操作。

语法如下：

比如在一个班级里，点名册就是一份列表，每个姓名都是一个元素。现在你是班长，每天上课前的点名太费劲了，你需要一个点名程序。

用 for 循环，2 行代码即可实现该功能：

namelist = ['Sophia','Emma','Olivia','Ava','Mia','Isabella','Zoe','Lily','Emily','Madison','Jackson','Aiden','Liam','Lucas','Noah','Mason','Ethan','Caden','Logan','Jacob']
# 点名册
for i in namelist:print(i)

 

在环境中练习一下：

💡 提示： namelist 可以通过右侧工具栏中的「剪切板」粘贴进去；print() 前同样要注意 4 个空格的缩进。

💡 range() 函数

如果需要处理一组数字列表，并且数字列表满足一定的规律，可以使用 Python 的内置函数 range()（范围）。

使用 range(x) 函数，可以生成一个从 0 到 x-1 的整数序列，比如我们想打印 0 到 9 的数，可以这样写：

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

 

还可以用 range(a,b) 取某个区间的数，比如要打印 1 到 10 ,你可以写：

for a in range(1,11):print(a)

 

⚠️ 注意： range(a,b) 包头不包尾，尾数要 + 1 。

🔥 小练习：帮依萍写日记

书桓走后，可怜的依萍每天只能对着日记，遥寄思念。现在，请你用 for 循环帮依萍写出“书桓走的第 n 天，想他”，一直写到第 10 天。

💡 提示：

• range(a,b)
• for ... in ...
• print('书桓走的第 {} 天，想他'.format(i))
• 如果忘了 .format() 的用法，可以在上节实验文档中查阅一下

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💡 while 循环

另外一种循环是 while 循环，它的语法和用途都和 for 循环 有些不同。

for 循环 适用于 已知循环次数 的循环，所以后面跟的是次数或区间，到达指定次数就停止。

但现实生活中，我们往往不知道要循环多少次，才能达成目标。比如“愚公移山”，愚公不知道门前有多少座山，但只要门前有山，就要盘它，这种情况我们要怎么写？

while 循环 可以帮你解决这个问题。while 后面跟的是一个条件，只要条件满足，这个循环就会一直进行下去。

具体语法如下：

有了 while 循环 ，愚公可以这样移山：

while 山还在:盘它！

 

🔥 小练习： 下面，我们来用 while 循环，打印 1 到 10 的数字，亲手感受一下 while 循环有哪些不同:

a = 1
while a <= 10:  ##同样注意冒号和语句块缩进print(a)a = a + 1

 

 

这个程序是这样运转的：

 

一开始，a 的预设值为 1。

来到第二行的 while 循环，此时 a <= 10，满足条件，进入循环。

进入第三行，执行循环中的命令，打印 a 的值。

进入第四行，把 a 的值加 1 ，a 的值变成了 2，至此一轮循环结束。每轮循环结束后，程序会跳转到循环开头（即图中的第二行），再次判断是否满足循环的条件，如满足则再次执行循环。在这里，a = 2 ，2 <= 10，满足条件，则再次进入循环……

……

直到 a > 10 为止，循环条件不再满足，循环停止。

再总结一下两种循环的区别：

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💡 break 和 continue

💡break

在循环中，我们可以使用 break 和 continue 这两个关键字，来进一步控制流程。

break 表示停止当前循环，如：

for a in range(10):if a == 5:breakprint(a)

 

程序会打印 0到 4 之间的数字。

💡continue

continue 表示跳过当前循环轮次，去执行下一轮循环。

比如这次我们想打印 1 到 10 的数，但不想打印 5 ，代码可以这样写：

a = 0
while a < 10:a = a + 1if a == 5:continueprint(a)

 

至此，流程控制 就暂时介绍完了。流程控制 在编程中非常重要，请下来多多练习和总结，后面还有一个挑战等待你完成。

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玩转实验环境

为了大家能更好地使用实验环境，我们有必要简单介绍下右侧工具栏的功能。

相信很多同学都发现了，我们右侧的工具栏有很多按钮，它们的功能分别如下：

💡 切换界面

实验启动后，默认进入的界面是图形界面（桌面），如果使用图形界面感觉较卡，可以尝试切换到字符界面。点击该按钮可以在两种界面之间切换。

💡 剪切板

学习界面工具栏上有一个剪刀按钮，点击此按钮会打开剪切板。

剪切板用来在外部与实验环境之间进行拷贝与粘贴。

向环境拷入内容：如果要拷贝内容到实验环境，只需将内容复制粘贴到剪切板的输入框，点击保存按钮，实验环境内部即可使用右键粘贴到这些内容。

从环境拷出内容：在环境中使用右键选择复制，然后打开剪切板，剪切板中的输入框显示内容即实验环境中的系统剪切板内容。

💡 共享桌面

点击共享桌面，可以把自己的桌面分享给其他人。共享桌面的主要应用场景是演示操作和协作答疑。目前实验楼的楼 + 课程都由助教提供共享桌面的实时答疑服务。

点击共享桌面会弹出 2 个链接，分别对应共享桌面的两种模式：

• 只读模式：对方只能远程观看你的操作，主要应用在远程教学演示操作。
• 协作模式：对方可以在你的实验环境中进行操作。当你遇到问题时，就可以把协作链接分享给朋友或老师，以便对方进行远程协助。

根据需要将对应的链接发给朋友，朋友即可访问你的桌面。

💡 下载代码

点击 下载代码 按钮，会将实验环境中的 /home/shiyanlou/Code 目录自动打包并下载到本地。你可以将代码等需要导出的文件放到这个目录下。

💡 上传文件

点击 上传文件 按钮，可以上传一个大小不超过 5M 的文件到 /home/shiyanlou/Code 目录下。

💡 环境信息

点击 环境信息 按钮可以看到当前 shiyanlou 用户的默认密码，当然你也可以使用 sudo passwd shiyanlou 命令自己设置。

💎 保存环境（会员)

开通会员后，支持保存 2 个环境和联网等功能，相当于拥有了 2 台可以长期保存的专属实验机。

当你实验没有做完、或者临时有事需要离开时，就可以把环境保存起来，下次实验时继续使用该环境，里面的配置、代码等等都不会改变。

💎 SSH 直连（会员)

如果你的网络较慢，或者实验环境较卡，可以使用 SSH 直连的方式连接实验环境。

SSH 直连指的是使用本地的 SSH 客户端连接实验环境，把实验环境当成一台远端的 SSH 服务器来使用，连接后在 SSH 客户端中进行实验操作。由于需要联网，SSH 直连也是会员才能使用的功能。

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总结

我们来回顾一下今天的知识点：

• Python 文件的创建和执行
• 流程控制
• 条件判断
• 循环

请课下把这些知识整理在你的 「脑图」 中，类似这样：

💡 不要忘了作业：

课后，我们为你准备了一个挑战 —— 用前面所学的知识完成一个小游戏。我们趁热打铁前进吧！

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