3.2 三大结构
Python语言中有三大程序结构，分别是顺序结构、条件分支结构和循环结构。一个复杂的程序中，常常同时包含这3种结构。
3.2.1 顺序结构
顺序结构就是按程序内语句的排列顺序运行程序的一种结构。我们之前所举的例子都是顺序结构的。这也是Python中最简单的结构。顺序结构的执行过程如图3.18所示。示例代码如下：
在这段程序中，先执行第1行赋值语句，再执行第二条赋值语句，然后执行第3行input输入语句，最后执行print输出语句。从描述上看，排在前面的语句先执行，依次按顺序执行，这就是一个顺序结构的程序。
3.2.2 条件分支结构
在Python中，条件分支语句包括简单if语句、if…else语句以及if…elif…else语句3种形式。其基本道理都一样，根据一条或者多条语句的判定结果（True和False）来执行对应操作的语句，从而实现“分支”的效果。接下来分别介绍这几种分支结构形式。
1．简单if语句
Python中使用if关键字来组成选择语句。简单if语句的逻辑关系相当于汉语里的“如果……就……”，语法格式如下：
if 表达式:
语句块
其中，表达式可以是一个单纯的布尔值或变量，也可以是一个比较表达式或逻辑表达式（如a > b and a != c）。如果表达式的值为真，则执行其后的语句块；如果表达式的值为假，就跳过该语句块，继续执行后面的语句。流程图如图3.19所示。
图3.18 顺序结构流程图
图3.19 简单if语句的流程图
【实例3.7】 使用简单if语句判断成绩是否及格。（实例位置：资源包\Code\03\07）
使用简单if语句判断语文考试成绩是否合格通过。如果成绩大于等于60分，表示通过考试；如果成绩小于60分，表示没有通过考试。具体代码如下：
当输入数字45和98时，程序运行结果如图3.20和图3.21所示。
图3.20 没有通过考试
图3.21 通过考试
2．if…else语句
if…else语句的逻辑关系相当于汉语里的“如果……否则……”，其语法格式如下：
if 表达式:
语句块1
else:
语句块2
其中，表达式可以是一个单纯的布尔值或变量，也可以是比较表达式或逻辑表达式。如果表达式结果为真，执行if后的语句块1；如果表达式结果为假，跳过if后语句，执行else后的语句块2。流程图如图3.22所示。
【实例3.8】 使用if…else语句判断成绩是否及格。（实例位置：资源包\Code\03\08）
将例3.7改为使用if…else语句实现，具体代码如下：
当输入数字55和95时，程序运行结果如图3.23和图3.24所示。
图3.22 if…else语句的流程图
图3.23 成绩不超过60
图3.24 成绩超过60
3．if…elif…else语句
if…elif…else语句是一个多分支选择语句，其逻辑关系为“如果满足某种条件，执行某种处理；否则，如果满足另一种条件，执行另一种处理……”。语法格式如下：
if 表达式1:
语句块1
elif 表达式2:
语句块2
elif 表达式3:
语句块3
…
else:
语句块n
使用if…elif…else语句时，表达式可以是一个单纯的布尔值或变量，也可以是比较表达式或逻辑表达式。如果表达式1的值为真，执行语句块1；如果表达式1的值为假，则跳过语句块1，进行下一个elif的判断；只有在所有表达式都为假的情况下，才会执行else中的语句n。流程如图3.25所示。
图3.25 if…elif…else语句的流程图
【实例3.9】 判断成绩等级。（实例位置：资源包\Code\03\09）
一个考生，如果其分数为90～100分，等级为优秀；分数为70～89分，等级为良好；分数为60～69分，等级为及格；否则，就是不及格。代码如下：
当输入数字48、89和96时，程序运行结果如图3.26～图3.28所示。
图3.26 不及格
图3.27 良好
图3.28 优秀
4．if语句的嵌套
前面介绍了3种形式的if选择语句，它们之间可以互相嵌套。例如，在简单if语句中嵌套if…else语句，形式如下：
在if…else语句中嵌套if…else语句，形式如下：
说明
if语句嵌套方式灵活，开发时一定要严格控制好不同级别代码块的缩进量。
【实例3.10】 模拟人生的不同阶段。（实例位置：资源包\Code\03\10）
设置一个变量age的值，编写if嵌套结构，根据age值判断处于人生哪个阶段。
如果年龄为0～13（含13）岁，就打印消息“您是儿童”。
如果年龄为13～20（不含13，含20）岁，就打印消息“您是青少年”。
如果年龄为20～65（不含20，含65）岁，就打印消息“您是成年人”。
如果年龄为65岁以上，就打印消息“您是老年人”。
具体代码如下：
当输入数字16和45时，程序运行结果如图3.29和图3.30所示。
图3.29 青少年
图3.30 成年人
3.2.3 循环结构
循环结构是可以多次执行同一段代码的语句结构。在Python中有两种循环语句，即while语句和for语句。接下来详细讲解这两种循环语句。
1．while语句
while循环中，通过一个条件来控制是否要反复执行循环体中的语句。语法格式如下：
while 条件表达式:
循环体
说明
循环体是指一组需要被重复执行的语句。
当条件表达式的返回值为真时，则执行循环体中的语句，执行完毕后，重新判断条件表达式的返回值，直到表达式返回的结果为假时，退出循环。while循环语句的执行流程如图3.31所示。
【实例3.11】 计算1*2*3*4*5的值。（实例位置：资源包\Code\03\11）
具体代码如下：
最终运行的结果如图3.32所示。
图3.31 while语句的执行流程图
图3.32 while语句运行结果
这段代码的执行过程如下：
（1）循环检验条件为i<=5，当i=1时，结果为真，执行循环体内容，即sum1=sum1*i=1*1=1，i+=1之后，i=2。
（2）再次进行i<=5检测，结果为真，执行循环体内容，即sum=sum*i=1*2=2，i+=1之后，i=3。
（3）如此循环多次，到i=6时，再次进行i<=5进行检测，结果为假，不再执行循环体内容，跳出循环，执行print语句，输出最后的sum1值。
2．for语句
for循环是一个依次重复执行的循环，通常适用于枚举、遍历序列以及迭代对象中的元素。语法格式如下：
for 迭代变量 in 对象:
循环体
其中，迭代变量用于保存读取出的值；对象为要遍历或迭代的对象，可以是任何有序的序列对象，如字符串、列表和元组等；循环体为一组需要重复执行的语句。
for循环语句的执行流程如图3.33所示。
【实例3.12】 打印5个“*”。（实例位置：资源包\Code\03\12）
用for循环打印5个“*”，具体代码如下：
01 i=0 #初始化变量
02 for i in range(0,5): #从0～5遍历i
03 print("*") #每遍历一次，输出一个“*”
运行结果如图3.34所示。
图3.33 for循环语句流程图
图3.34 for循环运行结果
上面的代码中使用了range()函数，该函数是Python的内置函数，用于生成一系列连续的整数，多用于for循环语句中。其语法格式如下：
range(start,end,step)
参数说明：
start：用于指定计数的起始值，可以省略。如果省略，则从0开始计数。
end：用于指定计数的结束值（但不包括该值，如range(7)得到的值为0～6，不包括7），不能省略。当range()函数中只有一个参数时，表示指定计数的结束值。
step：用于指定步长，即两个数之间的间隔，可以省略。如果省略，则表示步长为1。例如，rang(1,7)将得到1、2、3、4、5、6。
注意
使用range()函数时，如果只有一个参数，表示指定的是end；如果有两个参数，表示指定的是start和end；如果3个参数都存在，最后一个参数表示步长。
3．循环的嵌套
在Python中，for循环和while循环间可以相互嵌套。例如，在while循环中套用while循环的格式如下：
在for循环中套用for循环的格式如下：
在while循环中套用for循环的格式如下：
在for循环中套用while循环的格式如下：
除了上面介绍的4种嵌套格式外，还可以实现更多层的嵌套，这里不再一一列出。
【实例3.13】 打印九九乘法表。（实例位置：资源包\Code\03\13）
使用嵌套的for循环打印九九乘法表，具体代码如下：
运行结果如图3.35所示。
图3.35 九九乘法表
本实例的代码使用了双层for循环，第一个循环可以看成是对乘法表行数的控制，同时也是每一个乘法公式的第二个因数；第二个循环控制乘法表的列数，列数的最大值应该等于行数，因此第二个循环的条件应该是在第一个循环的基础上建立的。
4．跳转语句（break、continue语句）
当循环条件满足时，程序会一直执行下去。如果希望程序在for循环结束重复前或while循环找到结束条件前就离开循环，有两种方法：使用break语句，完全中止循环；或者使用continue语句，直接跳到循环的下一次迭代中。下面来详细讲解。
1）break语句
break语句可以终止当前的循环，一般与if语句搭配使用，表示在某种条件下跳出循环。如果break语句应用在嵌套循环中，则可跳出最内层的循环。
在while语句中使用break语句的形式如下（条件表达式2用于判断何时调用break语句跳出循环）：
在for语句中使用break语句的形式如下（条件表达式用于判断何时调用break语句跳出循环）：
在while语句中使用break语句的流程如图3.36所示。在for语句中使用break语句的流程如图3.37所示。
图3.36 while语句中使用break语句
图3.37 for语句中使用break语句
【实例3.14】 给披萨加配料（break版）。（实例位置：资源包\Code\03\14）
编写程序，提示用户输入披萨配料。当用户输入quit时，结束循环。每当用户输入一个配料，就打印出添加配料的情况。具体代码如下：
运行结果如图3.38所示。当用户输入quit时，跳出循环并结束程序，这就是break语句的作用。
图3.38 break语句应用
2）continue语句
continue语句的作用没有break语句强大，它只能终止本次循环，提前进入下一次循环。continue语句的语法比较简单，只需要在相应的while或for语句中加入即可。
说明
continue语句一般会搭配if语句使用，表示在某种条件下跳过当前循环的剩余语句，继续进行下一轮循环。如果使用嵌套循环，continue语句将只跳过最内层循环中的剩余语句。
在while语句中使用continue语句的形式如下（条件表达式2用于判断何时调用continue语句）：
在for语句中使用continue语句的形式如下（条件表达式用于判断何时调用continue语句）：
在while语句中使用continue语句的流程如图3.39所示。在for语句中使用continue语句的流程如图3.40所示。
图3.39 while语句中使用continue语句
图3.40 for语句中使用continue语句
【实例3.15】 给披萨加配料（continue版）。（实例位置：资源包\Code\03\15）
在实例3.14的基础上，将代码中的break换成continue。具体代码如下：
运行结果如图3.41所示。
图3.41 coutinue语句
从运行结果来看，当输入quit时，程序并没有结束循环，只是跳过当前循环，继续执行下一次循环，这就是continue语句的作用。