前面已經(jīng)介紹過，程序本來不是個(gè)新鮮的名詞，做任何事情都需要按照一定的方法和步驟才能完成，這樣的方法和步驟就是程序。但要讓計(jì)算機(jī)按照既定的方法和步驟完成某項(xiàng)工作，就要用計(jì)算機(jī)可以識(shí)別的編程語言去編寫程序。

只要用三種控制結(jié)構(gòu)就可以描述清楚一個(gè)程序。這三種控制結(jié)構(gòu)分別是順序、選擇、循環(huán)。

7.1順序結(jié)構(gòu)

程序的流程如果是瀑布式的，即按照語句的先后順序依次執(zhí)行，就是順序結(jié)構(gòu)。以早晨去上班這件事為例，第一步起床穿衣；第二步洗漱；第三步吃早餐；第四步騎上小電摩去公司。四個(gè)步驟環(huán)環(huán)相扣，依次執(zhí)行，不可顛倒。

將早晨去上班這件事用流程圖描述如圖7-1：

圖7-1

可以看出，這四個(gè)步驟是按照時(shí)間的先后順序執(zhí)行的。在程序中，順序結(jié)構(gòu)的代碼是按照代碼先后次序執(zhí)行的。早期的有些編程語言是要求給每行代碼編上行號(hào)的，它的執(zhí)行是按照行號(hào)順序執(zhí)行的。Python中程序代碼沒有行號(hào)，寫在前面的代碼先執(zhí)行，寫在后面的代碼后執(zhí)行。

7.2選擇結(jié)構(gòu)

但是，早餐可以在家做，也可以到外面買，條件就是看時(shí)間充足不充足（譬如早上洗漱花費(fèi)的時(shí)間太多，太懶沒按時(shí)起床等等）。那么該流程圖就需要加上一個(gè)條件判斷（時(shí)間是否充足），相應(yīng)的就有兩個(gè)分支（家里做早餐，外面買早餐）。流程如圖7-2所示：

圖7-2

圖7-2所示的流程圖中，“吃早餐”要么“在家做”，要么“外面吃”，只能選擇其中的一種情況，這就是選擇結(jié)構(gòu)。

在Python中，用if語句、if…else…語句和if…elif…else多分支語句來實(shí)現(xiàn)選擇結(jié)構(gòu)，這三種分支語句也可以互相嵌套。

1. if語句

格式：if 表達(dá)式:

語句塊

例：假設(shè)有30分鐘以上的空閑時(shí)間，就可以做早餐?？梢赃@樣用程序描述：

time=int(input("請(qǐng)輸入空閑時(shí)間的值："))

if time>=30:

print("可以在家做早餐")

運(yùn)行結(jié)果如下：

請(qǐng)輸入空閑時(shí)間的值：32

輸出結(jié)果為：可以在家做早餐

請(qǐng)輸入空閑時(shí)間的值：21

無輸出結(jié)果

從這個(gè)例子可以看出，如果條件time>=30成立，則輸出“可以在家做早餐”；當(dāng)條件time>=30不成立，則沒有輸出結(jié)果。這樣就有點(diǎn)尷尬了，沒有輸出結(jié)果，有時(shí)會(huì)被誤認(rèn)為程序沒有執(zhí)行。

為了解決這個(gè)

1. if…else…語句

格式如下：

if 表達(dá)式:

語句塊1

else:

語句塊2

在if…else…語句中，無論條件表達(dá)式的結(jié)果如何，都會(huì)進(jìn)入下一個(gè)分支。

將上面的例子改造如下：

time=int(input("請(qǐng)輸入空閑時(shí)間的值："))

if time>=30:

print("可以在家做早餐")

else:

print("需要在外面吃飯")

運(yùn)行結(jié)果如下：

請(qǐng)輸入空閑時(shí)間的值：32

輸出結(jié)果為：可以在家做早餐

請(qǐng)輸入空閑時(shí)間的值：23

輸出結(jié)果為：需要在外面吃飯

可以看出，if…else語句與if語句相比，既可以處理滿足條件的情況，又可以處理不滿足條件的情況。

1. if…elif…else語句

格式如下：

if 表達(dá)式1：

語句塊1

elif 表達(dá)式2:

語句塊2

elif 表達(dá)式3:

語句塊3

……

else:

語句塊n

如果我們把上面的例子改成“空閑時(shí)間是否大于等于30分鐘？滿足則在家做飯，不滿足時(shí)又分兩種情況：空閑時(shí)間多于10分鐘，就去買早餐，否則就餓著算了”，程序代碼更改如下：

time=int(input("請(qǐng)輸入空閑時(shí)間的值："))

if time>=30:

print("可以在家做早餐")

elif time>10:

print("需要在外面吃飯")

else:

print("餓著算了吧")

運(yùn)行結(jié)果如下：

請(qǐng)輸入空閑時(shí)間的值：33

輸出結(jié)果：可以在家做早餐

請(qǐng)輸入空閑時(shí)間的值：23

輸出結(jié)果：需要在外面吃飯

請(qǐng)輸入空閑時(shí)間的值：8

輸出結(jié)果：餓著算了吧

7.3循環(huán)結(jié)構(gòu)

如果每周上5天班，那么每天早上的情況都是一樣的，只要描述玩星期一的活動(dòng)情況，再加上一句“從周一到周五，天天如此”就可以了。這種反復(fù)做同一件事的情況，就是循環(huán)。程序代碼中有一段代碼需要反復(fù)執(zhí)行，那么，可以將這段代碼看成一個(gè)整體，被稱為循環(huán)體，而將循環(huán)的次數(shù)或者終止條件稱為循環(huán)結(jié)構(gòu)。

將圖7-2中的部分程序作為循環(huán)體，再加上循環(huán)控制結(jié)構(gòu)，就形成了可以描述星期一到星期五每一天早晨上班的活動(dòng)情況。見圖7-3。

Python中的循環(huán)結(jié)構(gòu)可以用while語句或for語句來實(shí)現(xiàn)。

1、while語句

在while循環(huán)中，起到重要作用的是條件表達(dá)式，如圖7-3中的n<=5。當(dāng)條件表達(dá)式的返回值為真時(shí)，則執(zhí)行循環(huán)體中的語句，執(zhí)行完畢后，重新判斷條件表達(dá)式的返回值，直到表達(dá)式的返回值為假時(shí)，退出循環(huán)。

對(duì)于圖7-3所描述的問題可以用while語句解決，代碼如下：

n=1

while n<=5:

time=int(input("請(qǐng)輸入空閑時(shí)間的值："))

if time>=30:

print("可以在家做早餐")

else:

print("需要在外面吃飯")

n+=1

程序運(yùn)行結(jié)果如下：

請(qǐng)輸入空閑時(shí)間的值：21

輸出結(jié)果為：需要在外面吃飯

請(qǐng)輸入空閑時(shí)間的值：32

輸出結(jié)果為：可以在家做早餐

請(qǐng)輸入空閑時(shí)間的值：12

輸出結(jié)果為：需要在外面吃飯

請(qǐng)輸入空閑時(shí)間的值：21

輸出結(jié)果為：需要在外面吃飯

請(qǐng)輸入空閑時(shí)間的值：43

輸出結(jié)果為：可以在家做早餐

可以看出，在條件表達(dá)式n<=5中，變量n是控制循環(huán)體執(zhí)行次數(shù)的關(guān)鍵，變量n的初值為1，保證了第一次運(yùn)行程序時(shí)可以進(jìn)入循環(huán)體。如果程序要讓程序終止（即不再進(jìn)入循環(huán)體），必須使表達(dá)式n<=5不成立，即n>5。由于語句n+=1包含在循環(huán)體內(nèi)，每執(zhí)行一次循環(huán)體，n的值才能增加1。要使n>5，就要執(zhí)行5次循環(huán)體。從運(yùn)行結(jié)果看，上述分析是完全正確的。

在用while語句編寫循環(huán)結(jié)構(gòu)的程序時(shí)，從表面上看是不用考慮循環(huán)次數(shù)的，實(shí)際上條件表達(dá)式及循環(huán)控制變量就已經(jīng)隱含了循環(huán)次數(shù)。

2、for語句

for循環(huán)是一種可以很直觀的看出循環(huán)次數(shù)的控制結(jié)構(gòu)。語法格式如下：

for 迭代變量 in 對(duì)象:

循環(huán)體

其中，迭代變量用于保存讀取出的值；對(duì)象可以是任意有序的序列對(duì)象，如字符串、列表和元組等（列表和元組都是python中可以使用的數(shù)據(jù)類型，后面將會(huì)介紹）。

字符串“編程其實(shí)很簡單”其實(shí)是由7個(gè)字符構(gòu)成的序列，其中的每一個(gè)字符都可以通過命令取出。為了證明這個(gè)猜想，可以試著運(yùn)行一下如下程序：

string="編程其實(shí)很簡單"

print(string)

for ch in string:

print(ch,end=' ')

運(yùn)行結(jié)果如下：

編程其實(shí)很簡單

編 程 其 實(shí) 很 簡 單

其中，第一個(gè)print()語句輸出字符串string，第二個(gè)print()語句為輸出字符串string中的每一個(gè)字符(元素)。end=’ ’的含義是分隔符為一個(gè)空格，省略end表示用換行的方式進(jìn)行分隔。

圖7-3

3、跳轉(zhuǎn)語句break和continue

break可以使循環(huán)提前結(jié)束，而continue僅僅提前結(jié)束本趟循環(huán)，轉(zhuǎn)入下一趟。打個(gè)比方：把鬧鐘的電池卸掉，讓指針不再轉(zhuǎn)圈，就好比break；通過手動(dòng)方式，把指針調(diào)到0刻度，只是少轉(zhuǎn)了半圈，但接下來都正常，就好比continue。

我們把上面“吃早餐”的那個(gè)例子的條件修改一下：時(shí)間段改為從星期一到星期天，星期四出差，星期六、星期天休息。程序?qū)⑿薷臑槿缦麓a：

n=1

while n<=7:

if n==4:

print("星期"+str(n)+"出差")

n+=1 #第一個(gè)n+=1語句

continue

if n<6:

time=int(input("請(qǐng)輸入空閑時(shí)間的值："))

if time>=30:

print("星期"+str(n)+"可以在家做早餐")

elif time>10:

print("星期"+str(n)+"需要在外面吃飯")

else:

print("星期"+str(n)+"餓著算了吧")

else:

print("星期"+str(n)+"休息")

break

n+=1 #第二個(gè)n+=1語句

運(yùn)行結(jié)果如下：

請(qǐng)輸入空閑時(shí)間的值：21

星期1需要在外面吃飯

請(qǐng)輸入空閑時(shí)間的值：12

星期2需要在外面吃飯

請(qǐng)輸入空閑時(shí)間的值：4

星期3餓著算了吧

星期4出差

請(qǐng)輸入空閑時(shí)間的值：32

星期5可以在家做早餐

星期6休息

從上面的運(yùn)行結(jié)果來看，當(dāng)變量n=4時(shí)，輸出了“星期4出差”，也執(zhí)行了第一個(gè)n+=1語句，但未執(zhí)行第二個(gè)n+=1語句（如果兩個(gè)都執(zhí)行了，那么就不會(huì)出現(xiàn)星期五的情況）。這進(jìn)一步驗(yàn)證了continue只會(huì)提前結(jié)束一趟循環(huán)，下一趟循環(huán)還會(huì)繼續(xù)。

只出現(xiàn)了“星期6休息”，沒有出現(xiàn)星期天的信息，可以看出，變量n的值未達(dá)到7，在變量n=6時(shí)循環(huán)就提前結(jié)束了。所以，break可以使循環(huán)全部終止。