[Python知识库]Python学习日志 3.5

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第3.5课：Python分支结构和循环结构的应用

这一篇主要是想给大家整合一些分支结构和循环结构的经典例题，所以并不算是单独成的一篇文章，以后要是想穿插列出一些知识点，也会用**.5**的方式。主要是现在的我们基础还比较薄弱，那么大量的练习就是提升的最简单方法。希望大家先看题目然后自己先凭借自己来做这些练习，然后再看看我的，如果我的有问题也请及时联系我修改。

例子1：输出斐波那契数列

说明：斐波那契数列（兔子数列、黄金分割数列），斐波那契数列除了前两位都是1外，从第三个数2开始每前两个数之和就是第三个数。列出来大概就是1、1、2、3、5、8、13、21、34······

“输入一个N，输出n个斐波那契数列‘’这个题目的关键是我们的明确前一个甚至两个数并不在循环之中，所以我们得给他们单独赋值，这样这个程序才能顺利得开始。

# 输入一个N，输出n个斐波那契数列。

num = int(input('请输入一个正整数n = '))
total = 0
x = 1
y = 1
print(x, y, sep='\n')
for _ in range(2,  num):  
    total = x + y
    print(total)
    x = y
    y = total

sep就是为了让输出的每一个结果都换行。通过这个程序，我们就能顺利的拿到1-n的任意一个斐波那契数列，当然不建议把n弄得太大，后面得斐波那契数很大。

例子2：寻找水仙花数

说明：水仙花数也被称为超完全数字不变数、自恋数、自幂数、阿姆斯特朗数，它是一个3位数，该数字每个位上数字的立方之和正好等于它本身，例如：1³ + 5³ + 3³ = 153。

‘’找出100-999之间的水仙花数‘’这个题目的关键是将一个三位数拆分为个位、十位、百位，这一点利用Python中的//（整除）和%（求模）运算符其实很容易做到，代码如下所示。

# 找出100-999之间的水仙花数

for num in range(100, 1000):
    x1 = num // 100
    x2 = (num // 10) % 10
    x3 = num % 10
    if num == x1 ** 3 + x2 ** 3 + x3 ** 3:
        print(f'100-999中的水仙花数是{num}')

例子3：单位转换

”英制单位英寸与公制单位厘米互换“这个题比较简单，是单独对分支结构的应用。只要了解单位之间的倍数关系，写出来应该不难。以英寸和厘米做一个例子，给到其他的单位转化是都是大同小异。

# 英制单位英寸与公制单位厘米互换。

length = float(input('请输入长度: '))
unit = input('请输入单位: ')
if unit == 'in' or unit == '英寸' or unit == 'inch':
    print('%.2f英寸 = %.2f厘米' % (length, length * 2.54))
elif unit == 'cm' or unit == '厘米' or unit == 'centimeter':
    print('%.2f厘米 = %.2f英寸' % (length, length / 2.54))
else:
    print('请输入有效的单位')

例子4：找出完美数

说明：完美数是满足除自身外所有因子的和等于这个数这个条件的数。例如6 = 1 + 2 + 3、 28 = 1 + 2 + 4 + 7 + 14都是完美数

”找出1-10000之间的完美数“这个题目其实并不难，但是明显能看到代码运行到第四个前明显的有延迟，计算机在这里进行的运算量很大，如果把范围再扩大，这个程序明显不够好，我们应该如何改善这个问题呢?

# 找出1-10000之间的完美数

for num in range(1, 10001):
    n = 0
    for i in range(1, num - 1):
        if num % i == 0:
            n += i
    if n == num:
        print(num)

我们试想一下，一个数比如3600，60是他的因子，那么30也是，15也是，所以我们判断是否是例子数的因子，只需要判断出小的，然后直接加上其他的，省略多余的判断过程，是不是程序的运行速度就大大增加了。实现同样效果的程序，下面的程序不到一秒就输出了1-10000里的完美数。

温馨提示：为了避免同一个因子加两次的情况出现，例如36开方是6，同时36除以6也能除的尽，所以要多设置一个分支结构。

for num in range(2, 10001):
    n = 1
    for i in range(2, int(num ** 0.5) + 1):
        if num % i == 0:
            n += i
            if i != num // i:
                n += num // i
    if n == num:
        print(num)

例子5：三角形只知三边求面积周长

"输入一个三角形三条边的长度，如果能构成三角形就计算周长和面积"这个题目，也是一个比较简单的题。关键就在与知不知道海伦公式：三角形知三条边求面积公式，还有就是是否习惯用while和bool值来做循环。

# 输入一个三角形三条边的长度，如果能构成三角形就计算周长和面积，
# 如果不能构成三角型，提示用户重新输入，直到正确


while True:
    sl1 = float(input('请输入三角形的边：'))
    sl2 = float(input('请输入三角形的边：'))
    sl3 = float(input('请输入三角形的边：'))
    p = (sl1 + sl2 + sl3) / 2
    if sl1 + sl2 > sl3 and sl1 + sl3 > sl2 and sl2 + sl3 > sl1:
        print(f'三角形的周长：{sl1 + sl2 + sl3}')
        print(f'三角形的面积:{(p * (p - sl1) * (p - sl2) * (p - sl3)) ** (1 / 2)}')
        break
    else:
        print('不能构成三角形，请您重新输入')

例子6：判断（寻找）质数

说明：质数指的是只能被1和自身整除的正整数（不包括1）。

# 输入一个正整数，判断他是不是质数

x = int(input('请输入一个正整数： '))
if x > 1:
    for i in range(2, x):
        if (x % i) == 0:
            print(f'{x}不是质数')
            break
        else:
            print(f'{x}是质数')
            break
else:
    print(f'{x}不是质数')

这个题还有另一种做法

# 第二种做法，利用布尔值的逻辑结构进行判断

x = int(input('请输入一个正整数： '))
is_prime = True
for i in range(2, x):
    if (x % i) == 0:
        print(f'{x}不是质数')
        break
if x > 1 and is_prime:
    print(f'{x}是质数')
else:
    print(f'{x}不是质数')

总结

还是那句话：分支结构和循环结构非常重要，是构造程序逻辑的基础，一定要通过大量的练习来达到融会贯通。刚才讲到这些例子都非常经典，如果你能很顺利的完成这些代码，那么分支和循环结构的知识你就已经掌握了。

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