Python电子教案4-1-程序的控制结构-PPT课件PPT资料.ppt

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,程序的基本结构,对于一个计算问题，可以用IPO描述、流程图描述或者直接以Python代码方式描述。

本书仅对这几种描述进行介绍，功能简单的问题建议大家直接编写Python代码，功能复杂的问题读者可以采用IPO描述或流程图描述为手段。

下面给出3个微实例，通过不同的描述方法具体解释程序的三种基本结构。

程序的基本结构实例,根据圆的半径计算圆的面积和周长。

图4.6分别给出了该问题的IPO描述、流程图描述和Python代码描述。

微实例4.1：

圆面积和周长的计算。

输入：

圆半径R处理：

圆面积：

S=*R*R圆周长：

L=2*R输出：

圆面积S、周长L,程序的描述方式主要有三类，分别是自然语言、流程图和伪代码。

自然语言描述方式指使用人类语言直接描述程序，IPO描述是这类的一种。

优点是灵活自然，缺点是比较繁琐，容易出现二义性，一个描述可以产生多种不同的程序代码。

流程图描述是程序最直观易懂的表达方式，主要适用于较短算法。

优点是直观、清晰且逻辑确定，缺点是流程图绘制比较繁琐，当程序较大时流程图会很复杂，反而降低了表达的清晰性。

程序的基本结构实例,伪代码描述是介于自然语言与编程语言之间的一种算法描述语言。

使用伪代码不用拘泥于具体编程语言，对整个算法运行过程的描述最接近自然语言。

与直接的自然语言描述不同，伪代码在保持程序结构的情况下描述算法,程序的基本结构实例,计算用户给定实数的绝对值。

图4.7分别给出了该计算问题的IPO描述、流程图描述和Python代码描述。

微实例4.2：

实数绝对值的计算,微实例4.3：

整数累加。

正整数R处理：

S=1+2+3+R输出：

输出S,计算1到正整数R的算术和。

图4.8分别给出了该计算问题的IPO描述、流程图描述和Python代码描述。

IPO描述、流程图描述和Python代码描述是解决计算问题的三种描述方式，细致程度逐步递进。

IPO描述主要用于区分程序的输入输出关系，重点在于结构划分，主要采用自然语言描述。

流程图描述侧重于描述算法的具体流程关系，流程图的结构化关系相比自然语言描述更进一步，有助于阐述算法的具体操作过程。

Python代码描述是最终的程序产出，最为细致。

程序的基本结构实例,程序的分支结构,Python中if语句的语法格式如下：

if:

是if条件满足后执行的一个或多个语句序列，中语句通过与if所在行形成缩进表达包含关系。

单分支结构:

if语句,If语句首先评估的结果值，如果结果为True，则执行里的语句序列，然后控制转向程序的下一条语句。

如果结果为False，里的语句会被跳过。

if语句的控制过程如图4.9所示,单分支结构:

if语句,if语句中执行与否依赖于条件判断。

但无论什么情况，控制都会转到if语句后与该语句同级别的下一条语句。

if语句中部分可以使用任何能够产生True或False的语句或函数。

形成判断条件最常见的方式是采用关系操作符。

if语句,Python语言共有6个关系操作符，见表4.1所示。

if语句,一个简化版的空气质量标准采用三级模式：

0-35为优，35-75为良，75以上为污染。

人们也许不关心PM2.5指数值具体为多少，更关心空气质量到底怎样。

计算机可以通过PM2.5指数分级发布空气质量提醒。

微实例4.4：

PM2.5空气质量提醒

（1）,该问题的IPO描述如下：

输入：

接收外部输入PM2.5值处理：

ifPM2.5值=75，打印空气污染警告if35=PM2.5值75，打印空气污染警告ifPM2.5值35，打印空气质量优，建议户外运动输出：

打印空气质量提醒,微实例4.4：

PM2.5空气质量提醒

（1）,微实例4.4：

PM2.5空气质量提醒

（1）,微实例4.4展示了用数字进行条件比较的例子，字符或字符串也可以用于条件比较。

字符串比较本质上是字符串对应的Unicode编码的比较，因此，字符串的比较按照字典顺序进行。

例如，英文大写字符对应的Unicode编码比小写字符小。

以下是一些例子：

PM2.5空气质量提醒

（1）,Python中if-else语句用来形成二分支结构，语法格式如下：

else:

二分支结构:

if-else语句,是在if条件满足后执行的一个或多个语句序列，是if条件不满足后执行的语句序列。

二分支语句用于区分的两种可能True或者False，分别形成执行路径。

if-else语句,二分支结构:

if-else语句,二分支结构还有一种更简洁的表达方式，适合通过判断返回特定值，语法格式如下：

ifelse其中，一般是数字类型或字符串类型的一个值，微实例4-5可以改造为：

if-else语句,Python的if-elif-else描述多分支结构，语句格式如下，如图4.10所示if:

elif:

.else:

多分支结构:

if-elif-else语句,多分支结构是二分支结构的扩展，这种形式通常用于设置同一个判断条件的多条执行路径。

Python依次评估寻找第一个结果为True的条件，执行该条件下的语句块，同时跳过整个if-elif-else结构，执行后面的语句。

如果没有任何条件成立，else下面的语句块被执行。

else子句是可选的。

if-elif-else语句,微实例4.4通过多条独立的if语句对同一个变量PM进行判断，这种情况更适合多分支结构，改造后的代码如下：

if-elif-else语句,实例5:

身体质量指数BMI,身体质量指数BMI,BMI值可以“客观的”衡量个人的肥胖程度或者说健康程度。

世界卫生组织（WHO）根据对全球人口体重的统计认为，BMI值低于18.5kg/m2时属于“过轻”，表明个体可能营养不良或者饮食无法保障；

BMI值高于25kg/m2时属于“过重”。

身体质量指数BMI,本实例编写一个根据体重和身高计算BMI值的程序，并同时输出国际和国内的BMI指标建议值。

该问题的IPO描述如下：

身高和体重值处理：

计算BMI值，并根据BMI指标分类找到合适分类输出：

打印指标分类信息,身体质量指数BMI,实例代码5.1,实例代码5.1,程序执行后的效果如下：

实例代码5.1采用了多分支结构对BMI数值按照不同区间范围进行分类，这种采用if-elif-else分支语句进行程序设计的方式十分常见。

尽管需要同时打印国际和国内两套BMI标准，程序中采用两个if-elif-else语句分别计算两类不同BMI值。

这种做法的好处是代码清晰明了，容易调试。

身体质量指数BMI,实例代码5.2,程序执行后的效果如下：

比较实例代码5.1和实例代码5.2可以看到，if语句的运用主要与程序编写者对问题的理解及算法设计有关，采用一组if语句将两套BMI指标融合在一起，这实际上是算法的改变。

即使对专业程序员来说，程序的简洁性和可读性都比更少的代码行数重要，这里，推荐采用实例代码5.1的方式编写程序。

身体质量指数BMI,