Python学习入门基础 — 第三章 运算符、判断if语句、while和for循环

Python学习入门基础 -- 第三章 运算符、判断if语句、while和for循环
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Python基础入门知识点总结传送门

第一章 认识Python、Python常用集成开发环境PyCharm

第二章 注释、变量基本使用、变量的命名

第三章 运算符、判断if语句、while和for循环

第四章 列表、元组、字典、字符串变量使用、变量进阶

第五章 函数基础、函数进阶

第六章 面向对象基础

第七章 面向对象三大特性、单例设计模式

第八章 文件读写操作、模块和包、异常

一、运算符

  • 算数运算符
  • 比较(关系)运算符
  • 逻辑运算符
  • 赋值运算符
  • 运算符的优先级

01. 算数运算符

  • 是完成基本的算术运算使用的符号,用来处理四则运算
运算符 描述 实例
+ 10 + 20 = 30
- 10 - 20 = -10
* 10 * 20 = 200
/ 10 / 20 = 0.5
// 取整除 返回除法的整数部分(商) 9 // 2 输出结果 4
% 取余数 返回除法的余数 9 % 2 = 1
** 又称次方、乘方,2 ** 3 = 8
  • 在 Python 中 * 运算符还可以用于字符串,计算结果就是字符串重复指定次数的结果
In [1]: "-" * 50
Out[1]: '----------------------------------------' 

1.1 算数运算符的优先级

  • 和数学中的运算符的优先级一致,在 Python 中进行数学计算时,同样也是:

    • 先乘除后加减
    • 同级运算符是 从左至右 计算
    • 可以使用 () 调整计算的优先级
  • 以下表格的算数优先级由高到最低顺序排列

运算符 描述
** 幂 (最高优先级)
* / % // 乘、除、取余数、取整除
+ - 加法、减法

02. 比较(关系)运算符

运算符 描述
== 检查两个操作数的值是否 相等,如果是,则条件成立,返回 True
!= 检查两个操作数的值是否 不相等,如果是,则条件成立,返回 True
> 检查左操作数的值是否 大于 右操作数的值,如果是,则条件成立,返回 True
< 检查左操作数的值是否 小于 右操作数的值,如果是,则条件成立,返回 True
>= 检查左操作数的值是否 大于或等于 右操作数的值,如果是,则条件成立,返回 True
<= 检查左操作数的值是否 小于或等于 右操作数的值,如果是,则条件成立,返回 True

Python 2.x 中判断 不等于 还可以使用 <> 运算符

!= 在 Python 2.x 中同样可以用来判断 不等于

03. 逻辑运算符

运算符 逻辑表达式 描述
and x and y 只有 x 和 y 的值都为 True,才会返回 True
否则只要 x 或者 y 有一个值为 False,就返回 False
or x or y 只要 x 或者 y 有一个值为 True,就返回 True
只有 x 和 y 的值都为 False,才会返回 False
not not x 如果 x 为 True,返回 False
如果 x 为 False,返回 True

04. 赋值运算符

  • 在 Python 中,使用 = 可以给变量赋值
  • 在算术运算时,为了简化代码的编写,Python 还提供了一系列的 与 算术运算符 对应的 赋值运算符
  • 注意:赋值运算符中间不能使用空格
运算符 描述 实例
= 简单的赋值运算符 c = a + b 将 a + b 的运算结果赋值为 c
+= 加法赋值运算符 c += a 等效于 c = c + a
-= 减法赋值运算符 c -= a 等效于 c = c - a
*= 乘法赋值运算符 c *= a 等效于 c = c * a
/= 除法赋值运算符 c /= a 等效于 c = c / a
//= 取整除赋值运算符 c //= a 等效于 c = c // a
%= (余数)赋值运算符 c %= a 等效于 c = c % a
**= 幂赋值运算符 c **= a 等效于 c = c ** a

05. 运算符的优先级

  • 以下表格的算数优先级由高到最低顺序排列
运算符 描述
** 幂 (最高优先级)
* / % // 乘、除、取余数、取整除
+ - 加法、减法
<= < > >= 比较运算符
== != 等于运算符
= %= /= //= -= += *= **= 赋值运算符
not or and 逻辑运算符

二、判断(if)语句

  • 开发中的应用场景
  • if 语句体验
  • if 语句进阶
  • 综合应用

01. 开发中的应用场景

程序中的判断

if 今天发工资:

    先还信用卡的钱

    if 有剩余:

        又可以happy了,O(∩_∩)O哈哈~

    else:

        噢,no。。。还的等30else:

    盼着发工资

判断的定义

  • 如果 条件满足,才能做某件事情,
  • 如果 条件不满足,就做另外一件事情,或者什么也不做

正是因为有了判断,才使得程序世界丰富多彩,充满变化!

判断语句 又被称为 “分支语句”,正是因为有了判断,才让程序有了很多的分支

02. if 语句体验

2.1 if 判断语句基本语法

Python 中,if 语句 就是用来进行判断的,我们可以把整个 if 语句看成一个完整的代码块。格式如下:

if 要判断的条件:
    条件成立时,要做的事情
    ……

注意:代码的缩进为一个 tab 键,或者 4 个空格 —— 建议使用空格

  • 在 Python 开发中,Tab 和空格不要混用!

2.2 判断语句演练 —— 判断年龄

需求

  1. 定义一个整数变量记录年龄
  2. 判断是否满 18 岁 (>=
  3. 如果满 18 岁,允许进网吧嗨皮
# 1. 定义年龄变量
age = 18

# 2. 判断是否满 18 岁
# if 语句以及缩进部分的代码是一个完整的代码块
if age >= 18:
    print("可以进网吧嗨皮……")

# 3. 思考!- 无论条件是否满足都会执行
print("这句代码什么时候执行?")

注意

  • if 语句以及缩进部分是一个 完整的代码块

2.3 else 处理条件不满足的情况

思考

在使用 if 判断时,只能做到满足条件时要做的事情。那如果需要在 不满足条件的时候,做某些事情,该如何做呢?

答案

else,格式如下:

if 要判断的条件:
    条件成立时,要做的事情
    ……
else:
    条件不成立时,要做的事情
    ……

注意

  • ifelse 语句以及各自的缩进部分共同是一个 完整的代码块

2.4 判断语句演练 —— 判断年龄改进

需求

  1. 输入用户年龄
  2. 判断是否满 18 岁 (>=
  3. 如果满 18 岁,允许进网吧嗨皮
  4. 如果未满 18 岁,提示回家写作业
# 1. 输入用户年龄
age = int(input("今年多大了?"))

# 2. 判断是否满 18 岁
# if 语句以及缩进部分的代码是一个完整的语法块
if age >= 18:
    print("可以进网吧嗨皮……")
else:
    print("你还没长大,应该回家写作业!")

# 3. 思考!- 无论条件是否满足都会执行
print("这句代码什么时候执行?")

03. 逻辑运算

  • 在程序开发中,通常 在判断条件时,会需要同时判断多个条件
  • 只有多个条件都满足,才能够执行后续代码,这个时候需要使用到 逻辑运算符
  • 逻辑运算符 可以把 多个条件 按照 逻辑 进行 连接,变成 更复杂的条件
  • Python 中的 逻辑运算符 包括:与 and或 or非 not 三种

3.1 and

条件1 and 条件2
  • 并且
  • 两个条件同时满足,返回 True
  • 只要有一个不满足,就返回 False
条件 1 条件 2 结果
成立 成立 成立
成立 不成立 不成立
不成立 成立 不成立
不成立 不成立 不成立

3.2 or

条件1 or 条件2
  • 或者
  • 两个条件只要有一个满足,返回 True
  • 两个条件都不满足,返回 False
条件 1 条件 2 结果
成立 成立 成立
成立 不成立 成立
不成立 成立 成立
不成立 不成立 不成立

3.3 not

not 条件
  • 不是
条件 结果
成立 不成立
不成立 成立

逻辑运算演练

  1. 练习1: 定义一个整数变量 age,编写代码判断年龄是否正确
    • 要求人的年龄在 0-120 之间
  2. 练习2: 定义两个整数变量 python_scorec_score,编写代码判断成绩
    • 要求只要有一门成绩 > 60 分就算合格
  3. 练习3: 定义一个布尔型变量 is_employee,编写代码判断是否是本公司员工
    • 如果不是提示不允许入内

答案 1:

# 练习1: 定义一个整数变量 age,编写代码判断年龄是否正确
age = 100

# 要求人的年龄在 0-120 之间
if age >= 0 and age <= 120:
    print("年龄正确")
else:
    print("年龄不正确")

答案 2:

# 练习2: 定义两个整数变量 python_score、c_score,编写代码判断成绩
python_score = 50
c_score = 50

# 要求只要有一门成绩 > 60 分就算合格
if python_score > 60 or c_score > 60:
    print("考试通过")
else:
    print("再接再厉!")

答案 3:

# 练习3: 定义一个布尔型变量 `is_employee`,编写代码判断是否是本公司员工
is_employee = True

# 如果不是提示不允许入内
if not is_employee:
    print("非公勿内")

04. if 语句进阶

4.1 elif

  • 在开发中,使用 if 可以 判断条件
  • 使用 else 可以处理 条件不成立 的情况
  • 但是,如果希望 再增加一些条件条件不同,需要执行的代码也不同 时,就可以使用 elif
  • 语法格式如下:
if 条件1:
    条件1满足执行的代码
    ……
elif 条件2:
    条件2满足时,执行的代码
    ……
elif 条件3:
    条件3满足时,执行的代码
    ……
else:
    以上条件都不满足时,执行的代码
    ……
  • 对比逻辑运算符的代码
if 条件1 and 条件2:
    条件1满足 并且 条件2满足 执行的代码
    ……

注意

  1. elifelse 都必须和 if 联合使用,而不能单独使用
  2. 可以将 ifelifelse 以及各自缩进的代码,看成一个 完整的代码块

elif 演练 —— 女友的节日

需求

  1. 定义 holiday_name 字符串变量记录节日名称
  2. 如果是 情人节 应该 买玫瑰看电影
  3. 如果是 平安夜 应该 买苹果吃大餐
  4. 如果是 生日 应该 买蛋糕
  5. 其他的日子每天都是节日啊……
holiday_name = "平安夜"

if holiday_name == "情人节":
    print("买玫瑰")
    print("看电影")
elif holiday_name == "平安夜":
    print("买苹果")
    print("吃大餐")
elif holiday_name == "生日":
    print("买蛋糕")
else:
    print("每天都是节日啊……")

4.2 if 的嵌套

elif 的应用场景是:同时 判断 多个条件,所有的条件是 平级

  • 在开发中,使用 if 进行条件判断,如果希望 在条件成立的执行语句中增加条件判断,就可以使用 if 的嵌套
  • if 的嵌套 的应用场景就是:在之前条件满足的前提下,再增加额外的判断
  • if 的嵌套 的语法格式,除了缩进之外 和之前的没有区别
  • 语法格式如下:
if 条件 1:
    条件 1 满足执行的代码
    ……
    
    if 条件 1 基础上的条件 2:
        条件 2 满足时,执行的代码
        ……    
        
    # 条件 2 不满足的处理
    else:
        条件 2 不满足时,执行的代码
        
# 条件 1 不满足的处理
else:
    条件1 不满足时,执行的代码
    ……

if 的嵌套 演练 —— 火车站安检

需求

  1. 定义布尔型变量 has_ticket 表示是否有车票
  2. 定义整型变量 knife_length 表示刀的长度,单位:厘米
  3. 首先检查是否有车票,如果有,才允许进行 安检
  4. 安检时,需要检查刀的长度,判断是否超过 20 厘米
    • 如果超过 20 厘米,提示刀的长度,不允许上车
    • 如果不超过 20 厘米,安检通过
  5. 如果没有车票,不允许进门
# 定义布尔型变量 has_ticket 表示是否有车票
has_ticket = True

# 定义整数型变量 knife_length 表示刀的长度,单位:厘米
knife_length = 20

# 首先检查是否有车票,如果有,才允许进行 安检
if has_ticket:
    print("有车票,可以开始安检...")

    # 安检时,需要检查刀的长度,判断是否超过 20 厘米
    # 如果超过 20 厘米,提示刀的长度,不允许上车
    if knife_length >= 20:
        print("不允许携带 %d 厘米长的刀上车" % knife_length)
    # 如果不超过 20 厘米,安检通过
    else:
        print("安检通过,祝您旅途愉快……")

# 如果没有车票,不允许进门
else:
    print("大哥,您要先买票啊")

05. 综合应用 —— 石头剪刀布

目标

  1. 强化 多个条件逻辑运算
  2. 体会 import 导入模块(“工具包”)的使用

需求

  1. 从控制台输入要出的拳 —— 石头(1)/剪刀(2)/布(3)
  2. 电脑 随机 出拳 —— 先假定电脑只会出石头,完成整体代码功能
  3. 比较胜负
序号 规则
1 石头 胜 剪刀
2 剪刀 胜 布
3 布 胜 石头

5.1 基础代码实现

  • 假定电脑就只会出石头,完成整体代码功能
# 从控制台输入要出的拳 —— 石头(1)/剪刀(2)/布(3)
player = int(input("请出拳 石头(1)/剪刀(2)/布(3):"))

# 电脑 随机 出拳 - 假定电脑永远出石头
computer = 1

# 比较胜负
# 如果条件判断的内容太长,可以在最外侧的条件增加一对大括号
# 再在每一个条件之间,使用回车,PyCharm 可以自动增加 8 个空格
if ((player == 1 and computer == 2) or
        (player == 2 and computer == 3) or
        (player == 3 and computer == 1)):

    print("噢耶!!!电脑弱爆了!!!")
elif player == computer:
    print("心有灵犀,再来一盘!")
else:
    print("不行,我要和你决战到天亮!")

5.2 随机数的处理

  • Python 中,要使用随机数,首先需要导入 随机数模块 —— “工具包”
import random
  • 导入模块后,可以直接在 模块名称 后面敲一个 . 然后按 Tab 键,会提示该模块中包含的所有函数

  • random.randint(a, b) ,返回 [a, b] 之间的整数,包含 ab

  • 例如:

random.randint(12, 20)  # 生成的随机数n: 12 <= n <= 20 
random.randint(20, 20)  # 结果永远是 20 
random.randint(20, 10)  # 该语句是错误的,下限必须小于上限

三、循环

  • 程序的三大流程
  • while 循环基本使用
  • break 和 continue
  • while 循环嵌套

01. 程序的三大流程

  • 在程序开发中,一共有三种流程方式:
    • 顺序 —— 从上向下,顺序执行代码
    • 分支 —— 根据条件判断,决定执行代码的 分支
    • 循环 —— 让 特定代码 重复 执行

在这里插入图片描述

02. while 循环基本使用

  • 循环的作用就是让 指定的代码 重复的执行

  • while 循环最常用的应用场景就是 让执行的代码 按照 指定的次数 重复 执行

  • 需求 —— 打印 5 遍 Hello Python

  • 思考 —— 如果要求打印 100 遍怎么办?

2.1 while 语句基本语法

初始条件设置 —— 通常是重复执行的 计数器

while 条件(判断 计数器 是否达到 目标次数):
    条件满足时,做的事情1
    条件满足时,做的事情2
    条件满足时,做的事情3
    ...(省略)...
    
    处理条件(计数器 + 1)

注意

  • while 语句以及缩进部分是一个 完整的代码块

第一个 while 循环

需求

  • 打印 5 遍 Hello Python
# 1. 定义重复次数计数器
i = 1

# 2. 使用 while 判断条件
while i <= 5:
    # 要重复执行的代码
    print("Hello Python")

    # 处理计数器 i
    i = i + 1

print("循环结束后的 i = %d" % i)

注意:循环结束后,之前定义的计数器条件的数值是依旧存在的

死循环

由于程序员的原因,忘记 在循环内部 修改循环的判断条件,导致循环持续执行,程序无法终止!

2.2 赋值运算符

  • 在 Python 中,使用 = 可以给变量赋值
  • 在算术运算时,为了简化代码的编写,Python 还提供了一系列的 与 算术运算符 对应的 赋值运算符
  • 注意:赋值运算符中间不能使用空格
运算符 描述 实例
= 简单的赋值运算符 c = a + b 将 a + b 的运算结果赋值为 c
+= 加法赋值运算符 c += a 等效于 c = c + a
-= 减法赋值运算符 c -= a 等效于 c = c - a
*= 乘法赋值运算符 c *= a 等效于 c = c * a
/= 除法赋值运算符 c /= a 等效于 c = c / a
//= 取整除赋值运算符 c //= a 等效于 c = c // a
%= (余数)赋值运算符 c %= a 等效于 c = c % a
**= 幂赋值运算符 c **= a 等效于 c = c ** a

2.3 Python 中的计数方法

常见的计数方法有两种,可以分别称为:

  • 自然计数法(从 1 开始)—— 更符合人类的习惯
  • 程序计数法(从 0 开始)—— 几乎所有的程序语言都选择从 0 开始计数

因此,大家在编写程序时,应该尽量养成习惯:除非需求的特殊要求,否则 循环 的计数都从 0 开始

2.4 循环计算

在程序开发中,通常会遇到 利用循环 重复计算 的需求

遇到这种需求,可以:

  1. while 上方定义一个变量,用于 存放最终计算结果
  2. 在循环体内部,每次循环都用 最新的计算结果更新 之前定义的变量

需求

  • 计算 0 ~ 100 之间所有数字的累计求和结果
# 计算 0 ~ 100 之间所有数字的累计求和结果
# 0. 定义最终结果的变量
result = 0

# 1. 定义一个整数的变量记录循环的次数
i = 0

# 2. 开始循环
while i <= 100:
    print(i)

    # 每一次循环,都让 result 这个变量和 i 这个计数器相加
    result += i

    # 处理计数器
    i += 1

print("0~100之间的数字求和结果 = %d" % result)

需求进阶

  • 计算 0 ~ 100 之间 所有 偶数 的累计求和结果

开发步骤

  1. 编写循环 确认 要计算的数字
  2. 添加 结果 变量,在循环内部 处理计算结果
# 0. 最终结果
result = 0

# 1. 计数器
i = 0

# 2. 开始循环
while i <= 100:

    # 判断偶数
    if i % 2 == 0:
        print(i)
        result += i

    # 处理计数器
    i += 1

print("0~100之间偶数求和结果 = %d" % result)

03. break 和 continue

breakcontinue 是专门在循环中使用的关键字

  • break 某一条件满足时,退出循环,不再执行后续重复的代码
  • continue 某一条件满足时,不执行后续重复的代码

breakcontinue 只针对 当前所在循环 有效

在这里插入图片描述

3.1 break

  • 在循环过程中,如果 某一个条件满足后 再希望 循环继续执行,可以使用 break 退出循环
i = 0

while i < 10:

    # break 某一条件满足时,退出循环,不再执行后续重复的代码
    # i == 3
    if i == 3:
        break

    print(i)

    i += 1

print("over")

break 只针对当前所在循环有效

3.2 continue

  • 在循环过程中,如果 某一个条件满足后 希望 执行循环代码,但是又不希望退出循环,可以使用 continue
  • 也就是:在整个循环中,只有某些条件,不需要执行循环代码,而其他条件都需要执行
i = 0

while i < 10:

    # 当 i == 7 时,不希望执行需要重复执行的代码
    if i == 7:
        # 在使用 continue 之前,同样应该修改计数器
        # 否则会出现死循环
        i += 1

        continue

    # 重复执行的代码
    print(i)

    i += 1

  • 需要注意:使用 continue 时,条件处理部分的代码,需要特别注意,不小心会出现 死循环

continue 只针对当前所在循环有效

04. while 循环嵌套

4.1 循环嵌套

  • while 嵌套就是:while 里面还有 while
while 条件 1:
    条件满足时,做的事情1
    条件满足时,做的事情2
    条件满足时,做的事情3
    ...(省略)...
    
    while 条件 2:
        条件满足时,做的事情1
        条件满足时,做的事情2
        条件满足时,做的事情3
        ...(省略)...
    
        处理条件 2
    
    处理条件 1

4.2 循环嵌套演练 —— 九九乘法表

第 1 步:用嵌套打印小星星

需求

  • 在控制台连续输出五行 *,每一行星号的数量依次递增
*
**
***
****
*****
  • 使用字符串 * 打印
# 1. 定义一个计数器变量,从数字1开始,循环会比较方便
row = 1

while row <= 5:

    print("*" * row)

    row += 1

第 2 步:使用循环嵌套打印小星星

知识点print 函数的使用做一个增强

  • 在默认情况下,print 函数输出内容之后,会自动在内容末尾增加换行

  • 如果不希望末尾增加换行,可以在 print 函数输出内容的后面增加 , end=""

  • 其中 "" 中间可以指定 print 函数输出内容之后,继续希望显示的内容

  • 语法格式如下:

# 向控制台输出内容结束之后,不会换行
print("*", end="")

# 单纯的换行
print("")

end="" 表示向控制台输出内容结束之后,不会换行

假设 Python 没有提供 字符串的 * 操作 拼接字符串

需求

  • 在控制台连续输出五行 *,每一行星号的数量依次递增
*
**
***
****
*****

开发步骤

  • 1> 完成 5 行内容的简单输出
  • 2> 分析每行内部的 * 应该如何处理?
    • 每行显示的星星和当前所在的行数是一致的
    • 嵌套一个小的循环,专门处理每一行中 的星星显示
row = 1

while row <= 5:

    # 假设 python 没有提供字符串 * 操作
    # 在循环内部,再增加一个循环,实现每一行的 星星 打印
    col = 1

    while col <= row:
        print("*", end="")

        col += 1

    # 每一行星号输出完成后,再增加一个换行
    print("")

    row += 1

第 3 步: 九九乘法表

需求 输出 九九乘法表,格式如下:

1 * 1 = 1	
1 * 2 = 2	2 * 2 = 4	
1 * 3 = 3	2 * 3 = 6	3 * 3 = 9	
1 * 4 = 4	2 * 4 = 8	3 * 4 = 12	4 * 4 = 16	
1 * 5 = 5	2 * 5 = 10	3 * 5 = 15	4 * 5 = 20	5 * 5 = 25	
1 * 6 = 6	2 * 6 = 12	3 * 6 = 18	4 * 6 = 24	5 * 6 = 30	6 * 6 = 36	
1 * 7 = 7	2 * 7 = 14	3 * 7 = 21	4 * 7 = 28	5 * 7 = 35	6 * 7 = 42	7 * 7 = 49	
1 * 8 = 8	2 * 8 = 16	3 * 8 = 24	4 * 8 = 32	5 * 8 = 40	6 * 8 = 48	7 * 8 = 56	8 * 8 = 64	
1 * 9 = 9	2 * 9 = 18	3 * 9 = 27	4 * 9 = 36	5 * 9 = 45	6 * 9 = 54	7 * 9 = 63	8 * 9 = 72	9 * 9 = 81

开发步骤

    1. 打印 9 行小星星
*
**
***
****
*****
******
*******
********
*********
    1. 将每一个 * 替换成对应的行与列相乘
# 定义起始行
row = 1

# 最大打印 9 行
while row <= 9:
    # 定义起始列
    col = 1

    # 最大打印 row 列
    while col <= row:

        # end = "",表示输出结束后,不换行
        # "\t" 可以在控制台输出一个制表符,协助在输出文本时对齐
        print("%d * %d = %d" % (col, row, row * col), end="\t")

        # 列数 + 1
        col += 1

    # 一行打印完成的换行
    print("")

    # 行数 + 1
    row += 1

字符串中的转义字符

  • \t 在控制台输出一个 制表符,协助在输出文本时 垂直方向 保持对齐
  • \n 在控制台输出一个 换行符

制表符 的功能是在不使用表格的情况下在 垂直方向 按列对齐文本

转义字符 描述
\\ 反斜杠符号
\’ 单引号
\" 双引号
\n 换行
\t 横向制表符
\r 回车

创作不易,白嫖不好,各位的支持和认可,就是我创作的最大动力,我们下篇文章见!

Dragon少年 | 文

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