【成人版python基础入门】第一章 循环与条件判断——让程序“活”起来

循环与条件判断——让程序“活”起来

在与 Python 的第一次浪漫相遇之后，我们已经学会了如何使用变量、数据类型、输入输出和基本运算符。现在，是时候让我们的程序“活”起来，让它能够像人一样思考和做出决策。这一篇教程将带你深入学习 Python 的循环和条件判断，这些基本概念是编写复杂程序的基石。通过风趣的例子和实际代码示例，我们将一起探索 Python 的逻辑世界。

条件判断：if、elif、else 语句

条件判断语句是程序中最有灵性的部分，它可以根据不同的条件执行不同的代码。这就像你在生活中根据不同的场景做出不同的决策一样。Python 中常用的条件判断语句有 if、elif 和 else。

if 语句

if 语句是最基本的条件判断语句，当某个条件为真时，执行特定的代码块。

age = 18
if age >= 18:
    print("你已经成年了，可以投票了！")

想象一下，你在18岁生日那天，敲了敲自己房间的门，如果门开了，说明你已经成年，可以去做一些成年人才能做的事情，比如投票。

elif 语句

elif 语句是“else if”的缩写，当多个条件需要依次判断时，可以使用 elif 语句。它就像你在选择菜单时，一步步排除不喜欢的菜肴，直到找到你满意的那道菜。

age = 16
if age >= 18:
    print("你已经成年了，可以投票了！")
elif age >= 16:
    print("再等两年，你就可以投票了！")
else:
    print("你还太小，不能投票。")

想象一下，你在16岁生日那天，敲了敲自己房间的门，如果门没有开，你就试着敲另一扇门，如果另一扇门也没有开，你就只能自己去玩了。

else 语句

else 语句是 if 语句的补充，当所有 if 和 elif 条件都不满足时，执行 else 代码块。它就像你在选择菜单时，如果所有菜都不喜欢，就只能点那个默认的了。

age = 15
if age >= 18:
    print("你已经成年了，可以投票了！")
elif age >= 16:
    print("再等两年，你就可以投票了！")
else:
    print("你还太小，不能投票。")

想象一下，你在15岁生日那天，敲了敲所有可能的门，发现完全没有合适的，只好去玩自己的玩具。

实际应用例子：判断一个数是正数、负数还是零

number = float(input("请输入一个数字: "))

if number > 0:
    print("这是一个正数。")
elif number < 0:
    print("这是一个负数。")
else:
    print("这是零。")

在这个例子中，程序会判断用户输入的数字是正数、负数还是零，并输出相应的提示。

循环：for 循环 vs while 循环

循环是程序中用来重复执行特定代码块的结构。Python 中常用的循环有 for 循环和 while 循环。它们各有应用场景，选择合适的循环可以使代码更简洁、更高效。

for 循环

for 循环适用于已知循环次数的情况。它通常用于遍历列表、元组、字典等可迭代对象。

for i in range(5):
    print(i)

这段代码会输出0到4的数字。range(5) 生成一个从0到4的数字序列。

while 循环

while 循环适用于未知循环次数的情况。它会根据条件的真假来决定是否继续执行循环。

count = 0
while count < 5:
    print(count)
    count += 1

这段代码也会输出0到4的数字。count 初始值为0，每次循环 count 增加1，直到 count 不再小于5时，循环结束。

for 循环 vs while 循环

for 循环适用场景

• 遍历可迭代对象：

  names = ["Alice", "Bob", "Charlie"]
  for name in names:
      print("你好，" + name + "！")
  

  这段代码会依次输出“你好，Alice！”、“你好，Bob！”和“你好，Charlie！”。

• 已知次数的重复操作：

  for i in range(10):
      print("我正在学习 Python，第 " + str(i+1) + " 天。")
  

  这段代码会输出10句“我正在学习 Python，第 n 天”，其中 n 从1到10。

while 循环适用场景

• 未知次数的重复操作：

  temperature = 40
  while temperature > 30:
      print("天气真热，再等一会儿吧。")
      temperature -= 1  # 降温1度
  print("终于凉快了，可以出去玩了！")
  

  这段代码会不断输出“天气真热，再等一会儿吧”，直到 temperature 降到30度以下。

• 用户输入的循环：

  while True:
      guess = input("猜一个1到10的数字: ")
      if guess == "7":
          print("猜对了，你真聪明！")
          break  # 猜对了，结束循环
      else:
          print("猜错了，再试一次吧。")
  

  这段代码会不断让用户猜测数字，直到猜对为止。

实用小技巧：列表推导式

列表推导式是 Python 中一个非常优雅的特性，它可以让你用一行代码实现复杂的操作。它就像是你在厨房里用一台多功能料理机，几分钟内就能做出一桌子的菜。

列表推导式的基本语法

new_list = [expression for item in iterable if condition]

• expression：生成新列表中每个元素的表达式。
• item：可迭代对象中的当前元素。
• iterable：可迭代对象，比如列表、元组、字符串等。
• if condition：可选的条件语句，用于过滤元素。

实际应用例子：筛选偶数

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

这段代码用列表推导式生成一个新的列表 even_numbers，其中包含 numbers 列表中的所有偶数。

实际应用例子：平方数

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
squares = [num ** 2 for num in numbers]
print(squares)  # 输出：[1, 4, 9, 16, 25]

这段代码用列表推导式生成一个新的列表 squares，其中包含 numbers 列表中每个数字的平方。

代码样例：自动筛选希望送你鲜花的情书 vs 不希望的信件

假设你收到了一堆情书，每封情书的结尾都写了一个数字。数字为1表示这封信希望送你鲜花，数字为0表示这封信不希望送你鲜花。我们来编写一个程序，自动筛选出希望送你鲜花的情书，并记录下来。

代码实现

# 假设情书列表
letters = [
    ["亲爱的，你是我心中的光。1", 1],
    ["亲爱的，你的笑容让我心醉。0", 0],
    ["亲爱的，愿我们的爱情永不止步。1", 1],
    ["亲爱的，我听从心灵的呼唤。0", 0],
    ["亲爱的，愿你永远幸福。1", 1]
]

# 筛选出希望送你鲜花的情书
flower_letters = [letter for letter in letters if letter[1] == 1]

# 输出筛选结果
print("希望送你鲜花的情书有:")
for letter in flower_letters:
    print(letter[0])

代码详解

1. 情书列表：

   letters = [
       ["亲爱的，你是我心中的光。1", 1],
       ["亲爱的，你的笑容让我心醉。0", 0],
       ["亲爱的，愿我们的爱情永不止步。1", 1],
       ["亲爱的，我听从心灵的呼唤。0", 0],
       ["亲爱的，愿你永远幸福。1", 1]
   ]
   

   这里定义了一个二维列表 letters，每个元素是一个小列表，包含情书的内容和一个数字。数字为1表示这封信希望送你鲜花，数字为0表示这封信不希望送你鲜花。

2. 筛选希望送鲜花的情书：

   flower_letters = [letter for letter in letters if letter[1] == 1]
   

   用列表推导式筛选出 letters 列表中希望送你鲜花的情书。letter[1] 表示每个小列表中的第二个元素，即数字1或0。

3. 输出筛选结果：

   print("希望送你鲜花的情书有:")
   for letter in flower_letters:
       print(letter[0])
   

   通过 for 循环遍历 flower_letters 列表，并输出每封希望送你鲜花的情书的内容。

运行结果

假设你运行了上面的代码，你会看到如下输出：

希望送你鲜花的情书有:
亲爱的，你是我心中的光。1
亲爱的，愿我们的爱情永不止步。1
亲爱的，愿你永远幸福。1

摘要

通过这一篇的学习，你已经学会了如何使用 Python 的循环和条件判断，使程序能够像人一样思考和做出决策。这些基本概念是编写复杂程序的基石。在学习的过程中，我们通过风趣的例子和实际代码示例，让你更好地理解和应用这些知识。

• 条件判断：if、elif 和 else 语句让你的程序可以根据不同的条件执行不同的代码，就像你在生活中根据不同的情况做出不同的选择一样。
• 循环：for 循环和 while 循环分别适用于已知和未知次数的重复操作，让程序能够自动执行复杂任务。
• 列表推导式：用一行代码实现复杂的操作，提高代码的简洁性和可读性。

通过这些基本概念的学习，你已经能够编写一些具有逻辑性的程序。希望这篇教程能为你与 Python 的旅途带来更多的乐趣和信心。让我们继续前行，探索更多的知识与技巧。🔬✨