python | 控制流语句-顺序结构与分支结构
1 程序流程图
程序流程图是指用一系列图形、流程线和文字说明描述程序的基本操作和控制流程，它是程序分析和过程描述的最基本方式。流程图基本元素共有7种，其中，连接点将多个流程图连接在一起，常用于将较大的流程图分隔为若干部分。
2 表达式
2.1 定义
数据和算术、关系、逻辑运算符的这一组合逻辑序列为表达式，它又可以作为下一步算术、逻辑运算的参与数据，即表达式可以组合构成更为复杂的表达式。
2.2 分类
python中的表达式，常见的有以下几种分类：
- 算术表达式：通过加、减、乘、除运算等符号，将数据做相应数学计算的组合序列是算术表达式
- 逻辑表达式：通过与(and)、或(or)、非(not)等逻辑运算符组合成的是逻辑表达式
- 关系表达式：表示大小关系运算符连接的表达式叫关系表达式，可以比较数据、表达式间的大小关系
- 条件表达式：满足特定条件才执行的表达式叫条件表达式，也称三元表达式
不同分类的表达式不是孤立存在的，而是组合构成更为复杂的表达式。
# 算术表达式
12 + 13
# 逻辑表达式
(2 > 3) and (3 > 4)
# 关系表达式
15 > 12
# 条件表达式
# 格式1：x if condition else y 判断为True返回值x，判断为False返回值y
a = eval(input('请输入一个数字'))
1 if a > 0 else 0
# 格式2：(x, y)[condition] 判断为True返回值x，判断为False返回值y
b = eval(input('请输入一个数字'))
(0, 1)[b > 0]
# 复杂表达式的组合
a=1
b=a+1
if b>10:
print(a*b)
2.3 运算符
值得特别指出的是，条件表达式中可以使用多种运算符，且运算符可以级联使用，常见的有：
- 算术运算符：+、-、*、/、//、%、**
- 关系运算符：<、>、<=、>=、==、!=
- 测试运算符：in、not in、is、is not
- 逻辑运算符：and、or、not（注意惰性原则）
- 位运算符：~、&、|、^、《、》
- 矩阵乘法运算符：@
但需要特别注意的是，条件表达式中，不能有赋值操作符（=）。
2.4 语句
通常，一个任务不能就只用一个复杂的表达式一步完成，可以将其不断的拆分，分解成若干个功能单一、清晰的小表达式，这样一个大型任务就变成若干个小任务的组合，每一次计算机执行一个功能单一的表达式，将所有的表达式都执行完毕，大任务也就完成了。我们称这细分出来的每个（小）功能单一的表达式为语句，一般情况下语句在程序文件里各自占一行，通常以某标点符号结尾，例如C语言和python语言都是以分号（;）作为语句的结尾标识符，Python程序的语句末尾的分号可写可不写。
语句是程序的基本元素，表达式和数据是语句的基本组成元素。一般情况下语句作为程序的一个语义单元，实现一定的功能，例如赋值语句实现对变量的赋值，打印语句print实现打印信息功能，if分支语句实现二选一功能选择，而for和wihle循环体语句实现重复操作功能，常见的函数则实现部分代码可重复多次使用的功能，故语句是程序的基本组成单元(元素)。
综上，语句和表达式的关系是表达式构成语句，表达式是语句的组成元素。语句代表一个细小任务或者说细小功能，几者关系如下图所示：
3 程序基本结构
程序的基本结构共有三种，「任何程序都可以由这三种基本结构组合来实现」。
- 顺序结构
- 分支结构
- 循环结构
3.1 顺序结构
顺序结构是程序按照线性顺序，依次执行的一种运行方式，运行过程见下图。
3.2 分支结构
分支结构又称「选择结构」，是根据条件判断结果，而选择不同向前执行路径的一种运行方式，具体的，分支结构可以细分为单分支、双分支、多分支和巢状分支。
3.2.1 单分支
单分支只有一个if，没有else：
- 区间：语句块在if条件表达式为True时才执行，所以又叫「真区间」
- 执行逻辑：if条件判断为True，执行语句块，反之不执行
# 单分支结构示例
# 任意输入两个数，按从小到大排列
a = eval(input('请输入第一个数'))
b = eval(input('请输入第二个数'))
if a > b:
a, b = b, a # 序列解包，交换两个变量的值
print(a, b)
3.2.2 双分支
双单分支有一个if、一个else：
- 区间：真区间（if区间）、假区间（else区间）
- 执行逻辑：if判断为True，执行真区间；if判断为False，执行假区间
- 简写格式：双分支结构可以简写为：语句块1 if 条件判断 else 语句块2（类似三元表达式）。if条件判断为True，执行语句块1；条件判断为False，执行语句块2
# 双分支结构
# 任意输入两个数，按从小到大排列
a = eval(input('请输入第一个数'))
b = eval(input('请输入第二个数'))
if a > b:
print(b, a)
else:
print(a, b)
# 双分支结构简写
# 任意输入两个数，按从小到大排列
a = eval(input('请输入第一个数'))
b = eval(input('请输入第二个数'))
print(b, a) if a > b else print(a, b)
3.2.3 多分支
多个双分支组合就组成了多分支，它有多个if、一个else：
- 区间：有无限多个真区间（if区间），一个假区间（else区间）
- 执行逻辑：多分支中可以有无限个elif分支，但只执行一个elif，一旦一个elif分支执行结束，后面的所有分支既不会判断也不会执行
# 多分支结构
# 将成绩从百分制变换到等级制
socre = eval(input('请输入你的成绩'))
if socre > 100:
print('成绩必须小于100分，请重新输入')
elif socre >= 90:
print('A')
elif socre >= 80:
print('B')
elif socre >= 70:
print('C')
elif socre >= 60:
print('D')
elif socre >= 0:
print('E')
else:
print('成绩必须大于0分，请重新输入')
3.2.4 巢状分支
巢状分支也叫分支结构嵌套，通常由多个不同种类的分支结构嵌套而成。如上所示，就是一个典型的巢状分支，共有3层，由单分支、双分支、多分支嵌套而成。
-
区间：可以有多个真区间（if区间），多个假区间（else区间）
-
执行逻辑：从外到内，自上而下依次判断执行
# 将成绩从百分制变换到等级制
socre = eval(input('请输入你的成绩'))
if socre > 100 or socre < 0:
print('输入不正确，请重新输入')
else:
if socre >= 90:
print('A')
elif socre >= 80:
print('B')
elif socre >= 70:
print('C')
elif socre >= 60:
print('D')
else:
print('E')
