第3章

流程控
制


前面介绍的程序都是一条一条语句顺序执行的。程序中的每一条语句都执行一次, 
而且只能执行一次,这些语句的组织方式称为顺序结构。只使用顺序结构不能解决所有
问题,为满足特定情况的需要,常常需要改变程序的顺序流程。计算机科学家为结构化程
序定义了三种流程结构:顺序结构、选择结构和循环结构(1所示)。

如图3.


图3.

1 三种结构

使用这三种结构设计的程序容易理解、调试和修改。本章介绍选择结构和循环结构
的实现方法。

3.选择结构
1 

计算机之所以有广泛的应用,在于它不仅能简单和按顺序地完成人们事先安排好的
一些指令,更重要的是具有逻辑判断能力,能针对不同情况执行不同指令序列,允许程序
“选择”适当的动作过程。选择结构根据不同的条件来选择不同的操作,需要使用if语句
实现。

3.1 
语句块
1.
语句块不是一种语句,而是一组语句。如果实现选择结构或循环结构,当条件为真时
执行或者执行多次的系列操作都用语句块来实现。


50 计算思维与Python 应用编程
1.创建语句块
在语句前放置空格或Tab键缩进语句,即可创建语句块。同一个语句块其所有语句
缩进应相同。Python推荐的缩进方式是使用空格进行的,一个语句块缩进4个空格。
2.语句块的开始与结束
在Python中,使用冒号( )标识语句块的开始,块中的每一条语句都是缩进的(缩进
量相同)。在恢复成和原来的块一样缩进量时,表示当前块结束。
在Java、C、C++等高级语言中,使用特殊的字符({)表示一个语句块的开始,用另一
个字符(})表示语句块的结束。
语句块的开始与结束方式如图3.2所示。
图3.2 语句块的开始与结束
3.1.2 简单if语句
简单if语句实现的是“如果……那么……”的执行流程。
例3.1 输入一个数,输出其绝对值。
输入的数可能是正数,也可能是负数。如果是负数,那么绝对值为其相反数。 
x=int(input("please input a number:")) 
if x<0: 
x=-x 
print(x) 
执行上面的程序,假设输入负数-23,则输出其绝对值23。如果输入正数23,则输出
正数自身。
1.简单if语句格式 
if 条件: 
语句块
if关键字后面跟的条件是一个表达式。执行if语句时,首先对条件表达式求值,如果
结果为真,则执行语句块,否则什么也不做。在例3.1中,如果输入的值为负数,x<0的
值为True,那么执行语句块x=-x,对负数求相反数,得到其绝对值。如果输入的是正数, 
x<0的值为False,不执行语句块。简单if语句的流程如图3.3所示。

第3 章 流程控制 51 
图3.3 简单if语句
流程图
2.条件表达式
if语句条件表达式的值通常为布尔类型,也称为布尔表达式。
条件可以是单条件,也可以是多条件。
常用的单条件包括如下。
. 数字比较,检查两个数字相等(==)、不等(!=)、大于(>)、
小于(<)、大于或等于(>=)和小于或等于(<=)。
. 字符串比较,检查两个字符串相等(==)和不等(!=)。
当存在多个条件时,需要根据条件之间的逻辑关系,用and或
or对各个条件进行逻辑运算。
例3.2 输入一个数,如果是偶数,输出提示。 
x=int(input("请输入一个数:")) 
print("你输入的是",x) 
if x%2==0: 
print(x,"是偶数") 
例3.3 小明今年12岁,再过10年,小明还是不是青少年? 
x=12 
if x+10<13 or x+10>19: 
print("10 年后小明不是青少年") 
if x+10>=13 and x+10<=19: 
print("10 年后小明是青少年") 
假设青少年定义为13~19岁。是青少年的条件可以描述为大于或等于13岁并且小于
或等于19岁;不是青少年的条件可以描述为小于13岁或者大于19岁(如图3.4所示)。
图3.4 多条件之并且及或者关系
3.非布尔类型返回值的条件表达式
如果条件表达式的类型是数值类型、字符串或其他的对象类型,Python会根据取值
情况认定True或False。
认定是False的包括布尔型False、整数0、浮点数0.0、null类型None、空字符串''、空
列表[]、空元组()、空字典{}等,也就是将数值0和各种空对象类型认定为False。
其他情况认定为True。 
x=1 
if x: 
print("x=1")

52 计算思维与Python 应用编程
上面的程序的运行结果是输出x=1。
3.1.3 if-else语句
if-else语句实现的是“如果……那么……否则……”的执行流程,在条件为真时执行
一个操作并在条件为假时执行另一个操作。if-else语句类似于简单的if语句,但其中的
else语句能够指定条件为假时要执行的操作。
例3.4 用if-else语句实现例3.3。 
x=12 
if x+10>=13 and x+10<=19: 
print("10 年后小明是青少年") 
else: 
print("10 年后小明不是青少年") 
1.if-else语句格式 
if 条件: 
语句块1 
else: 
语句块2 
if后面跟的条件是布尔表达式。执行if-else语句时,首先对条件求值,如果结果为
真,则执行语句块1,否则执行语句块2。if-else语句的流程图如图3.5所示。
图3.5 if-else语句流程图
2.if语句嵌套
if-else实现了两个分支的流程处理,如果处理多分支情况,则可以在if语句块中包含
if语句,即if语句实现嵌套。
例3.5 用if-else语句实现符号函数。
y= 
1 (x>0) 
0 (x=0) 
-1 (x<0) 
ì
.
í
.. 
..

第3 章 流程控制 53 
符号函数取值包括三种情况,可以分解为x>0和x≤0两种情况,x≤0又可分解为
x<0和x=0两种情况(如图3.6所示)。
图3.6 嵌套流程 
x=0.5 
if x>0: 
y=1 
else: 
if x<0: 
y=-1 
else: 
y=0 
print("y=",y) 
嵌套的if语句也可以写在if部分。
3.1.4 if-elif-else语句
使用嵌套if语句可以实现多分支的选择,在分支较多时非常烦琐,Python提供了一
种将elseif合并的简写方法,格式如下。 
if 条件1: 
语句块1 
elif 条件2: 
语句块2 
…e
lif 条件n : 
语句块n 
else: 
语句块n +1 
例3.6 将百分制成绩转换为五级制。 
score=int(input("please input a score:")) 
if score>=90: 
grade="A" 
elif score>=80:

54 计算思维与Python 应用编程 
grade="B" 
elif score>=70: 
grade="C" 
elif score>=60: 
grade="D" 
else: 
grade="E" 
print("grade=",grade) 
程序运行时,首先测试score>=90是否为真。若为真,则该成绩为A,结束if语句, 
否则测试scroe>=80……如果最终进入了else的语句块,那么表明score<60,成绩为
E,最后输出五级制成绩。程序实现了5个分支,将0~100划分成[90,100]、[80,90)、
[70,80)、[60,70)和[0,60)。
3.2 循环结构
在很多问题中,往往需要有规律地重复某些操作,这些操作在计算机程序中体现为某
些语句的重复执行,这就是循环。通过使用循环结构,只要写很少的语句,计算机就会反
复执行,完成大量同类运算。
3.2.1 while语句
Python中最简单的循环语句是while,实现“当……时则重复执行……”的流程。
例3.7 输出1~100的所有数。 
count=1 
while count <=100: 
print(count) 
count=count+1 
执行while语句时,首先计算表达式count<=100,如果为True,则执行下面的语句
块,输出count的值并将count加1。语句块执行完成后,返回到while语句开始位置,重
新计算表达式,再次决定是否执行语句块,直到条件为False,退出循环。
1.while语句格式及执行流程 
while 条件: 
语句块
while语句的条件与if语句一样,可以是任意类型的表达式,通常是结果为布尔类型
的关系表达式或逻辑表达式。
执行while语句时,首先计算表达式的值,如果表达式的值为True,则执行循环体语

第3 章 流程控制 55 
图3.7 while语句
执行流程
句块。然后重新计算表达式的值,再次判断值是否为True,如果
为True,再执行循环体语句块,如此循环往复;如果表达式的值为
False,则退出循环。
while语句执行流程如图3.7所示。
例3.8 计算1~100的所有数之和。 
sum=0 
i=1 
while i<=100: 
sum=sum+i 
i=i+1 
print(sum) 
程序利用变量sum 保存求和结果,加数保存在变量i中。第一个数为1,在变量i小
于等于100时,while语句条件为真,执行循环体,将变量i值加到sum 中。为了再次执行
循环体时加下一个数,将变量i加1。循环体执行结束后,再次判断条件是否为真,如果为
真则再次执行循环体。当条件不满足,即i=101时,循环结束,输出sum 的值5050。
对于循环次数有限的while语句,为确保循环能够正常结束,不陷入死循环(也称为
无限循环,即条件一直为真),需要在执行若干次循环后,将条件表达式取值变为假,结束
循环。循环体中一定要包含能使循环条件变为假的语句,例如上面代码中的i=i+1。
例3.9 利用莱布尼茨级数求圆周率的值。
莱布尼茨级数为
π
4 =Σ∞ 
k=0 
(-1)k 
2k +1 
级数的各项在k 为奇数时分子为-1,偶数时分子为1;也就是级数上一项分子为1, 
下一项分子为-1。 
t=1 
sum=0.0 
k=0 
while k<=1000: 
sum=sum+t/(2*k+1) 
t=-t 
k=k+1 
print("pi=",sum*4) 
程序运行后输出pi=3.1425916543395442。
如果将循环次数修改为30000000,计算结果会更精确,输出pi=3.1415926869232984。
2.continue语句
continue语句在循环结构中执行时,将会立即结束本次循环,重新开始下一轮循环; 
也就是说,跳过循环体中在continue语句之后的所有语句,继续下一轮循环。

56 计算思维与Python 应用编程
例3.10 由大到小输出10以下不能被3整除的自然数。 
x=10 
while x>=0: 
if x%3==0: 
x=x-1 
continue 
print(x,end= " ") 
x=x-1 
输出结果为10875421。
当x为3的倍数时,使用continue结束本次循环,如3、6、9等不输出。由于循环变量
修改在print语句之后,为正确进入下一次循环,在continue之前修改循环变量x的值。
使用print()函数输出时,默认情况下会输出一个换行符。print()输出的结束符号是
通过参数end="\n"设置的,本例中将结束符号修改为空格字符,在print()函数中加入
end="",end参数与输入内容间用逗号分隔。
print(x,end="")执行时输出x和一个空格。
3.break语句
break语句在循环结构中执行时,将会跳出循环结构,转而执行while语句后的语句, 
即不管循环条件是否为假,遇到break语句将提前结束循环。break语句只结束当前
while语句的循环。
例3.11 由大到小输出10以下的自然数,遇到能被3整除的自然数时结束循环。 
x=10 
while x>=0: 
if x%3==0: 
break 
print(x,end= " ") 
x=x-1 
输出结果为10。
continue语句和break语句的执行流程如图3.8所示。
图3.8 break语句与continue语句的流程

第3 章 流程控制 57 
4.循环次数控制
while语句既可以实现次数固定的循环,也可以实现次数不固定的循环。无论是哪种情
况,程序中一定要有能够使循环条件变为假或退出循环的代码,避免运行时陷入死循环。
在实现次数固定的循环时,通常设置一个变量控制循环次数,先对循环变量赋初始值; 
在条件中使用循环变量设置表达式,在未达到循环次数前表达式值为真;在循环体中修改循
环变量取值,最终经过若干次循环后条件表达式值为假而结束循环。如图3.9(a)所示。
在实现次数不固定的循环时,在循环体中使用if语句判断循环是否结束。在if语句
条件为真时,通常使用break语句结束循环,如图3.9(b)所示。
例3.12 编写程序,计算满足12+22+32+…+n2<1000的n 的最大值。
方法一:使用条件表达式控制循环流程。 
i=0 
sum=0 
while sum<1000: 
i=i+1 
sum=sum+i*i 
print(i-1) 
方法二:使用if语句和break语句控制循环过程。 
i=0 
sum=0 
while True: 
i=i+1 
sum=sum+i*i 
if sum>1000: 
break 
print(i-1) 
方法二中的条件表达式为True,while语句会一直执行循环体。在循环体执行过程
中,当sum>1000时,执行break语句退出循环。退出循环时,i变量为最大n 值的下一
次循环取值,最大n 值为i-1。
方法三:使用if语句和标志变量控制循环过程。
在循环存在多种条件时,为了让程序变得更为整洁,可定义一个变量作为循环条件, 
这个变量称为标志。在标志为True时继续执行循环体,在任何条件不满足而将标志的
值设为False时退出循环。这样,在while 语句中就只需要检查标志的当前值是否为
True,所有检查是否满足条件的程序都放在其他地方。如图3.9(c)所示。 
i=0 
sum=0 
flag=True 
while flag: 
i=i+1

58 计算思维与Python 应用编程 
sum=sum+i*i 
if sum>1000: 
flag=False 
print(i-1) 
图3.9 while语句的循环次数控制方法
上面三种方法的输出结果都是13。
5.交互式循环
while语句可以编写交互式循环,一般用于进行输入控制,由用户决定是继续输入
(执行循环)还是退出。
例3.13 输入一组整数,求输入整数的和。 
sum=0 
while True: 
t=input("please input a integer(input 'n' to exit):") 
if t!='n': 
sum+=int(t) 
else: 
break 
print("sum=",sum) 
程序运行结果如图3.10所示。
图3.10 输入整数求和

第3 章 流程控制 59 
3.2.2 while-else语句
while循环结束后,如果想确定是否执行了break语句,可以根据循环变量的取值进
行判断。
例3.14 判断正整数n是否是素数。
素数是只能被1和自身整除的数,如果n能够被2~n-1的任何一个数整除,则n不
是素数。 
n=int(input("please input a integer(>2):")) 
i=2 
while i<n: 
if n%i==0: 
break 
i=i+1 
if i==n: 
print(n,"is a prime") 
else: 
print(n,"is not a prime") 
在执行循环过程中,n如果能被2~n-1的任何一个数整除,则会执行break,结束循
环,此时i<n,表示n是素数;如果一直没有整除,在不满足i<n条件时while循环正常结
束,此时i的值为n,n是素数。
除了使用循环变量判断流程执行情况外,也可以使用while-else语句。 
while 条件: 
语句块1 
else: 
语句块2 
执行while-else语句时,首先计算表达式的值,如果表达式的值为True,则执行循环
体语句块1,然后重新计算表达式的值,再次判断值是否为True;如果表达式的值为
False,则执行语句块2。
执行break语句退出循环时,不会执行else对应的语句块。
例3.15 判断正整数n 是否是素数(用while-else语句实现)。 
n=int(input("please input a integer(>2):")) 
i=2 
while i<n: 
if n%i==0: 
print(n,"is not a prime") 
break 
i=i+1 
else: 
print(n,"is a prime")

60 计算思维与Python 应用编程
3.2.3 for语句
本节只介绍for语句用于循环时的使用方法,for语句的其他应用在后续章节中
介绍。在
while语句实现对1~100的数求和的例子中,我们设置了一个循环变量。在循环
过程中,循环变量依次取1~100的各个数值;在循环体中,每次将循环变量值加到和中。
for语句在循环时每次取出数列中的一个值,然后执行一次循环体。
1.range()函数
range()函数生成一系列的数字,一般格式为 
range([起始数值,]终止数值[,步长]) 
range()函数生成从起始数值到终止数值(不含终止数值)间的数字序列。起始值和
步长为可选项,起始值默认为0,步长默认值为1。例如,range(1,5)得到的数字序列为1, 
2,3,4;range(2,11,2)得到的数字序列为2,4,6,8,10;range(5)得到的数字序列是0,1, 
2,3,4;range(2,-2,-1)得到的数字序列为2,1,0,-1。
2.for语句格式 
for 变量in 遍历对象: 
语句块
图3.11 例3.16的for 
语句执行流程
执行for语句时,遍历对象中的每一个元素都会赋值给变量, 
然后为每个元素执行一遍循环体。
例3.16 使用for语句计算1~100的所有数之和。 
sum=0 
for i in range(1,101): 
sum=sum+i 
print(sum) 
程序执行过程如图3.11所示。
3.for语句中使用continue和break语句
for语句中可以使用continue和break语句,用法与while语
句中使用continue和break语句是一样的。
3.2.4 循环嵌套
一个循环的循环体内包含另外一个循环语句,这被称为循环嵌套。循环嵌套时,外层
循环执行一次,内层循环从头到尾执行一遍。while语句和for语句不仅可以自身嵌套,

第3 章 流程控制 61 
还可以互相嵌套。
例3.17 打印九九乘法表。
九九乘法表共有9行,如图3.12所示。每行的列数与所在的行数相同,如第1行有1 
列,第9行有9列。使用外层循环输出每一行内容。对row 行(row 取值1~9),使用内
层循环输出1~row列内容。输出每列内容时需要输出行数、列数及行数与列数之积,这
三项都是整数,与*等字符连接时需要先使用str()将整数转换为字符串。
图3.12 九九乘法表
方法一:使用while语句实现。 
#coding=UTF-8 
row=1 #外层循环变量
while row<=9: #外层循环,每执行一次循环输出一行 
col=1 #内层循环变量 
while col<=row: #内层循环,每执行一次循环输出一列 
print(str(col)+"*"+str(row)+"="+str(row*col),end="\t") 
#输出一列内容和制表符 
col=col+1 
print() #一行输出结束print 输出默认的换行 
row=row+1 
方法二:使用for语句实现。 
for row in range(1,10): 
for col in range(1,row+1): 
print(str(col)+"*"+str(row)+"="+str(row*col),end="\t") 
print() 
例3.18 求100~200的全部素数。
在例3.15的基础上,用一个嵌套的for循环即可处理。 
for i in range(100,201): 
for j in range(2,i): 
if i%j==0: 
break 
else:

62 计算思维与Python 应用编程 
print(i,end=" ") 
程序运行后,输出如下。 
101 103 107 109 113 127 131 137 139 149 151 157 163 167 173 179 181 191 193 197 199 
例3.19 百鸡百钱问题。100元买100只鸡,其中公鸡5元1只,母鸡3元1只,小鸡
1元3只,要求每种鸡至少有一只,求所有的购买方案。
每种鸡的购买数是不确定的,只能从1开始进行判断。 
for i in range(1,100): 
for j in range(1,100): 
if i*5+3*j+(100-i-j)/3==100: 
print(i,j,100-i-j) 
程序中i表示公鸡数,j表示母鸡数,小鸡数为100-i-j。输出结果为 
4 18 78 
8 11 81 
12 4 84 
习 题 3 
一、选择题 
1.以下可以终结一个循环的保留字是( )。
A.if B.break C.exit D.continue 
2.以下if语句中( )是正确的。
A.ifa>=22: B.if(a>=22) C.if(a=>22) D.ifa>=22 
3.以下关键字( )是用于给if语句添加其他条件语句的。
A.elseif B.elseif C.elif D.以上都不是
4.以下代码中( )是正确的for循环语句。
A.for(a=0;a<3;a++) B.forainrange(3) 
C.foraloop3: D.forainrange(1,3): 
5.以下代码中( )是正确的while循环语句。
A.whileloopa<10 B.whilea<10: 
C.while(a<10) D.whileloopa<10: 
6.以下可以只终结本次循环的保留字是( )。
A.if B.break C.exit D.continue 
7.下列程序的运行结果是( )。 
n=0 
while n<=2:

第3 章 流程控制 63 
print(n) 
A.2 B.3 
C.死循环,无限个0 D.有语法错误
8.以下代码的输出结果为( )。 
x,y,z=True,False,False 
if x or y and z: 
print("yes") 
else: 
print("no") 
A.yes B.no C.有语法错误D.运行错误
9.以下代码的输出结果为( )。 
if None: 
print("Hello") 
A.False B.Hello C.没有任何输出D.语法错误
10.在if-elif-else的多个语句块中只会执行一个语句块,这样的说法( )。
A.正确B.错误
C.根据条件决定D.Python中没有elif语句
11.在Python中,for和while与else语句的关系是( )。
A.只有for才有else语句B.只有while才有else语句
C.for和while都可以有else语句D.for和while都没有else语句
12.以下代码的输出结果为( )。 
i=sum=0 
while i<=4: 
sum+=i 
i=i+1 
print(sum) 
A.0 B.10 
C.4 D.以上结果都不对
13.以下描述正确的是( )。
A.break语句用于终止当前循环
B.continue语句用于跳过当前剩余要执行的代码,执行下一次循环
C.break和continue语句通常与if、if-else和if-elif-else语句一起使用
D.以上说法都是正确的
14.以下代码的输出结果为( )。 
x,y,z=True,False,False 
if not x or y: 
print(1)

64 计算思维与Python 应用编程
elif not x or not y and z: 
print(2) 
elif not x or y or not y and x: 
print(3) 
else: 
print(4) 
A.1 B.2 C.3 D.4 
15.关于结构化程序设计所要求的基本结构,以下选项中描述错误的是( )。
A.重复(循环)结构B.选择(分支)结构C.goto跳转D.顺序结构
二、编程题
1.编写程序,用户输入4个数值(整数或浮点数)。先计算出三个数的平均值,然后
把平均值与第四个数比较。如果相等,则程序在屏幕上输出Equal。 
Enter first number:4.5 
Enter second number:3 
Enter third number:3 
Enter four number:3.5 
Equal 
2.体重指数BMI=体重(千克)/身高(米)的平方,即kg/m2。体重过轻:BMI<18; 
体重正常:BMI=18~25;体重过重:BMI>25。编写程序,输入体重和身高,输出身体
状况信息和建议(如“您的体重过重,请加强锻炼”)。
3.编写使用函数range()的for循环语句,输出如下序列。
(1)0 1 (2)0 (3)3456 (4)1 (5)0 3 (6)5 9 13 17 21 
4.编写程序,用户输入一个正整数n,在屏幕上输出前4个n的整数倍数。
5.编写程序,用户输入一个正整数n,在屏幕上输出0~n(不包括n)的平方。
6.编写程序,用户输入一个正整数n,在屏幕上输出n的所有正因子。例如输入49, 
输出1、7和49。
7.编写程序,用户输入一个四位数的整数,使用标准的算术运算符处理该整数,在屏
幕上输出各位数字。例如输入1234,最后在屏幕上按顺序输出1、2、3、4。
8.编写一段while循环,计算以下值。
(1)前n 个数的和:1+2+3+…+n。
(2)前n 个奇数的和:1+3+5+…+(2n-1)。
(3)求用户输入的一系列数字的总和,直到输入值为999(注意,999不应该加入总和)。
(4)整数n 可以被2除(使用整数除法)的次数,直到结果为1(即log2n)。
(5)从5~100找出能被5或7整除的数。
(6)输出1000~1200的素数。
9.使用for语句实现第8题中的各小题。
10.有四个数字1、2、3、4,能组成多少个互不相同且无重复数字的三位数? 各是多

少?(百位、十位、个位的数字取值都可以是1、2、3、4,但是不能相等)。

11.输入两个均不超过9的正整数a和n,要求编写程序求a+
a+
a++…+
a…a 
(n个a)之和。提示:
a=a×10+a,例如99=9×10+9 。
12.编写程序,计算序列1+1/3+1/5+…的前
N 
项之和,
N 
从键盘输入。
13.编写程序,计算交错序列1-2/3+3/5-4/7+5/9-6/11+…的前
N 
项之和,
N 
从键盘输入。
14.一个球从100米高度自由落下,每次落地后反跳回原高度的一半,再落下,再反
弹。求它在第10次落地时,共经过多少米? 第10次反弹多高? 
15.输出所有的“水仙花数”。例如,153是水仙花数,因为153=13+53+33。
16.一个数如果恰好等于它的因子之和,则这个数称为“完数”。例如,6的因子为1、
2、3,而6=1+2+3,因此6是完数。编写程序,输出1000之内的所有完数。
17.输入三个整数x、y、z,把这三个数由小到大输出。
18.设有5分制测验,等级为5———A、4———B、3———C、2———D、1———E、0———F。编
写程序,输入测验成绩并打印出相应的等级。
第
3 
章流程控制

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