第4节课：控制结构 - 条件语句、循环语句

引言

在编程中，控制结构是决定程序执行流程的关键。Python提供了丰富的控制结构，包括条件语句和循环语句，这些结构使我们能够编写出更加灵活和强大的程序。本节课将详细介绍Python中的条件语句和循环语句，通过大量的示例和代码片段，帮助大家掌握这些基本但非常重要的编程工具。

条件语句

条件语句允许我们根据特定的条件来决定程序的执行路径。Python中的条件语句主要包括if语句、if-else语句和if-elif-else语句。

if语句

if语句是最基本的条件语句，用于在满足某个条件时执行一段代码块。其基本语法如下：

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if 条件:
    # 条件为真时执行的代码块

示例1：检查一个数是否为正数

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num = 10
if num > 0:
    print(f"{num} 是一个正数。")

示例2：检查一个数是否为零

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num = 0
if num == 0:
    print(f"{num} 是零。")

if-else语句

if-else语句用于在条件为真时执行一段代码块，条件为假时执行另一段代码块。其基本语法如下：

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if 条件:
    # 条件为真时执行的代码块
else:
    # 条件为假时执行的代码块

示例3：判断一个数是正数还是负数

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num = -5
if num > 0:
    print(f"{num} 是一个正数。")
else:
    print(f"{num} 是一个负数或零。")

if-elif-else语句

if-elif-else语句用于在多个条件中选择一个执行路径。其基本语法如下：

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if 条件1:
    # 条件1为真时执行的代码块
elif 条件2:
    # 条件2为真时执行的代码块
else:
    # 所有条件都为假时执行的代码块

示例4：判断一个数的等级

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score = 85
if score >= 90:
    print("等级：A")
elif score >= 80:
    print("等级：B")
elif score >= 70:
    print("等级：C")
else:
    print("等级：D")

循环语句

循环语句允许我们重复执行一段代码块，直到满足某个条件为止。Python中的循环语句主要包括while循环和for循环。

while循环

while循环用于在满足某个条件时重复执行一段代码块。其基本语法如下：

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while 条件:
    # 条件为真时执行的代码块

示例5：打印1到5的数字

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count = 1
while count <= 5:
    print(count)
    count += 1

for循环

for循环用于遍历一个可迭代对象（如列表、元组、字典、集合等）中的每个元素。其基本语法如下：

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for 元素 in 可迭代对象:
    # 对每个元素执行的代码块

示例6：遍历一个列表

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fruits = ["apple", "banana", "cherry"]
for fruit in fruits:
    print(fruit)

嵌套循环

嵌套循环是指在一个循环内部再包含另一个循环。这种结构可以用于处理多维数据或执行复杂的重复任务。

示例7：打印乘法表

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for i in range(1, 10):
    for j in range(1, 10):
        print(f"{i} x {j} = {i * j}", end="\t")
    print()

循环控制语句

循环控制语句用于在循环执行过程中进行特殊的控制操作，如提前退出循环或跳过某些迭代。

break语句

break语句用于提前退出循环。

示例8：在找到特定值时退出循环

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numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
for num in numbers:
    if num == 5:
        break
    print(num)

continue语句

continue语句用于跳过当前迭代，继续执行下一次迭代。

示例9：跳过偶数

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numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
for num in numbers:
    if num % 2 == 0:
        continue
    print(num)

pass语句

pass语句是一个占位符，用于在语法上需要一个语句但实际不需要执行任何操作时使用。

示例10：占位符

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for num in range(10):
    pass

综合示例

示例11：猜数字游戏

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import random

target = random.randint(1, 100)
attempts = 0

print("欢迎来到猜数字游戏！请猜一个1到100之间的数字。")

while True:
    try:
        guess = int(input("请输入你的猜测："))
        attempts += 1
        if guess < target:
            print("太小了，再试一次！")
        elif guess > target:
            print("太大了，再试一次！")
        else:
            print(f"恭喜你，猜对了！你一共猜了{attempts}次。")
            break
    except ValueError:
        print("请输入一个有效的数字。")

示例12：打印斐波那契数列

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n = 10
a, b = 0, 1
print("斐波那契数列：")
for _ in range(n):
    print(a, end=" ")
    a, b = b, a + b

结语

控制结构是编程中不可或缺的一部分，它们使我们能够编写出更加灵活和强大的程序。通过本节课的学习，大家应该已经掌握了Python中的条件语句和循环语句的基本用法。在接下来的学习中，我们将继续探索Python的更多功能和特性，希望大家能够不断实践，提高自己的编程能力。