Python基础教程：控制流与函数入门 - 第4-6天

Python基础教程：控制流与函数入门 - 第4-6天

关键要点

• 控制流的核心作用：条件语句和循环使程序能够根据条件做出决策并重复执行任务。
• 函数的重要性：函数帮助组织代码，提高可读性和可维护性，是编写复杂程序的基础。
• 适合初学者：本教程通过简单示例和比喻，适合零基础学习者掌握Python控制流和函数。
• 后续学习：下一主题将介绍数据结构，帮助更高效地处理数据。

简介

在编程中，控制流和函数是构建动态程序的基石。控制流允许程序根据输入或状态选择执行路径或重复执行任务，而函数则将代码组织成可重用的模块，使程序更清晰、更易于维护。本教程将通过三天的学习计划，详细讲解Python中的条件语句、循环和函数，适合初学者。通过代码示例和直观的比喻，您将快速掌握这些核心概念。

第4天：条件语句

条件语句简介

条件语句让程序根据特定条件执行不同的代码块。在Python中，if语句是最常用的控制流工具，通过布尔表达式（值为True或False）决定执行路径。布尔表达式可以包含比较运算符（如>, <, ==, !=）和逻辑运算符（如and, or, not）。

语法

Python的条件语句包括以下形式：

• 基本if语句：

if 条件:# 条件为真时执行

• if-else语句：

if 条件:# 条件为真时执行
else:# 条件为假时执行

• if-elif-else语句：

if 条件1:# 条件1为真时执行
elif 条件2:# 条件1为假且条件2为真时执行
else:# 所有条件为假时执行

执行流程

条件语句的执行流程如下：

1. 评估条件（布尔表达式）。
2. 如果条件为True，执行if块代码，然后跳过后续分支。
3. 如果条件为False，检查elif条件（若有），或执行else块（若有）。
4. 继续执行后续代码。

流程描述：

• 开始
• 评估条件
• 若条件为真，执行if块，然后结束
• 若条件为假，检查elif或执行else块，然后结束
• 结束

代码示例

以下示例展示条件语句的实际应用：

示例1：检查数字奇偶性

number = 10
if number % 2 == 0:print("偶数")
else:print("奇数")

输出：偶数

示例2：根据分数确定等级

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

输出：B

示例3：判断闰年
闰年的规则是：年份能被4整除但不能被100整除，或能被400整除。

year = 2024
if (year % 4 == 0 and year % 100 != 0) or (year % 400 == 0):print("闰年")
else:print("非闰年")

输出：闰年

常见问题

• 缩进错误：Python使用缩进来定义代码块，if语句后的代码必须缩进（通常4个空格）。
• 使用=代替==：=是赋值运算符，==是比较运算符。使用if x = 5会导致语法错误。

练习

1. 编写程序，检查输入的年龄是否允许投票（>=18）。
2. 创建一个程序，根据输入的温度（摄氏度）输出“冷”（<10）、“适中”（10-25）或“热”（>25）。

第5天：循环语句

循环简介

循环允许程序重复执行代码块，适合处理重复任务。Python提供两种循环：for循环和while循环。

for循环

for循环用于遍历序列（如列表、元组、字符串）或通过range()生成数值序列，适合已知迭代次数的场景。

语法：

for 元素 in 序列:# 代码

执行流程：

1. 从序列中获取第一个元素，赋值给循环变量。
2. 执行循环体。
3. 获取下一个元素，重复直到序列结束。

示例1：遍历列表

fruits = ["苹果", "香蕉", "樱桃"]
for fruit in fruits:print(fruit)

输出：

苹果
香蕉
樱桃

示例2：使用range()

for i in range(0, 10, 2):print(i)  # 打印偶数0到8

输出：

0
2
4
6
8

说明：range(start, stop, step)生成从start到stop-1的序列，步长为step。

while循环

while循环在条件为真时持续执行，适合未知迭代次数的场景。

语法：

while 条件:# 代码

执行流程：

1. 评估条件。
2. 如果条件为True，执行循环体，然后重新评估条件。
3. 如果条件为False，退出循环。

示例1：打印1到5

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

输出：

1
2
3
4
5

示例2：猜数字游戏

number = 7
guess = 0
while guess != number:guess = int(input("猜一个数字: "))if guess < number:print("太低了")elif guess > number:print("太高了")
print("正确！")

for与while的对比

特性	for循环	while循环
用途	遍历已知序列或固定次数	条件驱动，未知迭代次数
语法	for x in seq:	while condition:
风险	较少出现无限循环	需确保条件最终为假
示例场景	遍历列表、字符串	等待用户输入

控制循环

• break：提前退出循环。
• continue：跳过当前迭代，继续下一次。
  示例：

for i in range(10):if i == 5:break  # 退出循环if i % 2 == 0:continue  # 跳过偶数print(i)  # 打印1, 3

常见问题

• 无限循环：在while循环中，若条件始终为真（如忘记更新循环变量），程序将无限运行。
• 缩进错误：循环体必须正确缩进。

练习

1. 使用for循环计算1到100的和。
2. 编写while循环，打印10到1的倒计数。

第6天：函数

函数简介

函数是一段命名的代码块，执行特定任务，可通过参数接收输入并返回结果。函数提高代码的模块化、可读性和可维护性。

定义与调用

定义语法：

def 函数名(参数):# 代码return 值  # 可选

调用：

函数名(参数)

比喻：函数就像烹饪食谱，包含名称、输入（食材）和步骤，输出结果（菜肴）。例如，制作蛋糕的食谱需要面粉和糖（参数），按照步骤混合烘焙（代码），最终得到蛋糕（返回值）。

执行流程：

1. 调用函数，传递参数。
2. 执行函数体。
3. 返回结果（若有）并继续程序。

代码示例

示例1：计算两数之和

def add(a, b):return a + b
result = add(3, 5)
print(result)  # 输出: 8

示例2：默认参数

def greet(name="世界"):print(f"你好，{name}!")
greet()  # 输出: 你好，世界!
greet("Alice")  # 输出: 你好，Alice!

示例3：返回多个值

def calculate(a, b):sum = a + bdiff = a - breturn sum, diff
s, d = calculate(10, 5)
print(s)  # 15
print(d)  # 5

示例4：函数调用其他函数

def greet(name):return f"你好，{name}!"
def ask_name():name = input("你叫什么名字? ")return name
def main():name = ask_name()message = greet(name)print(message)
main()

参数类型

• 位置参数：按顺序传递，如add(3, 5)。
• 关键字参数：指定参数名，如add(b=5, a=3)。
• 默认参数：提供默认值，如greet(name="世界")。
• 可变参数（高级，初学者可稍后学习）：

  def sum_all(*args):return sum(args)
  print(sum_all(1, 2, 3))  # 输出: 6
  

最佳实践

• 命名清晰：函数名应描述其功能，如calculate_area而非ca。
• 单一职责：每个函数应专注于单一任务。
• 注释文档：为复杂函数添加文档字符串：

  def add(a, b):"""返回两个数的和"""return a + b
  

练习

1. 编写函数，计算矩形的面积（长×宽）。
2. 创建函数，判断输入的数字是否为素数。
   

结语

控制流和函数是Python编程的核心。条件语句和循环使程序能够动态响应不同情况，函数则通过模块化提高代码效率和可维护性。掌握这些概念后，您将能够编写更复杂和实用的程序。下一部分将介绍数据结构（如列表、字典的深入用法），帮助您更高效地管理数据。

为了加深理解，建议尝试以下练习：

1. 编写一个程序，判断输入的数字是正数、负数还是零。
2. 使用for循环计算1到100的和。
3. 创建一个函数，计算矩形的面积并返回结果。

关键引用

• Python Official Documentation: Control Flow
• Python Official Documentation: Defining Functions

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