【Python第一篇】Python數據類型、表達式

本節內容

  1. Python介紹
  2. 安裝
  3. Hello World程序
  4. 變量
  5. 用戶輸入
  6. 模塊初識
  7. 數據類型初識
  8. 數據運算
  9. 表達式if ...else語句
  10. 表達式for 循環
  11. break and continue 
  12. 表達式while 循環

1、 Python介紹

目前Python主要應用領域:html

  • 雲計算: 雲計算最火的語言, 典型應用OpenStack
  • WEB開發: 衆多優秀的WEB框架,衆多大型網站均爲Python開發,Youtube, Dropbox, 豆瓣。。。, 典型WEB框架有Django
  • 科學運算、人工智能: 典型庫NumPy, SciPy, Matplotlib, Enthought librarys,pandas
  • 系統運維: 運維人員必備語言
  • 金融:量化交易,金融分析,在金融工程領域,Python不但在用,且用的最多,並且重要性逐年提升。緣由:做爲動態語言的Python,語言結構清晰簡單,庫豐富,成熟穩定,科學計算和統計分析都很牛逼,生產效率遠遠高於c,c++,java,尤爲擅長策略回測
  • 圖形GUI: PyQT, WxPython,TkInter

Python在一些公司的應用: java

  • 谷歌:Google App Engine 、code.google.com 、Google earth 、谷歌爬蟲、Google廣告等項目都在大量使用Python開發
  • CIA: 美國中情局網站就是用Python開發的
  • NASA: 美國航天局(NASA)大量使用Python進行數據分析和運算
  • YouTube:世界上最大的視頻網站YouTube就是用Python開發的
  • Dropbox:美國最大的在線雲存儲網站,所有用Python實現,天天網站處理10億個文件的上傳和下載
  • Instagram:美國最大的圖片分享社交網站,天天超過3千萬張照片被分享,所有用python開發
  • Facebook:大量的基礎庫均經過Python實現的
  • Redhat: 世界上最流行的Linux發行版本中的yum包管理工具就是用python開發的
  • 豆瓣: 公司幾乎全部的業務均是經過Python開發的
  • 知乎: 國內最大的問答社區,經過Python開發(國外Quora)
  • 春雨醫生:國內知名的在線醫療網站是用Python開發的
  • 除上面以外,還有搜狐、金山、騰訊、盛大、網易、百度、阿里、淘寶 、土豆、新浪、果殼等公司都在使用Python完成各類各樣的任務。 

Python 是一門什麼樣的語言?

編程語言主要從如下幾個角度爲進行分類,編譯型和解釋型、靜態語言和動態語言、強類型定義語言和弱類型定義語言,每一個分類表明什麼意思呢,咱們一塊兒來看一下。python

編譯和解釋的區別是什麼?

編譯器是把源程序的每一條語句都編譯成機器語言,並保存成二進制文件,這樣運行時計算機能夠直接以機器語言來運行此程序,速度很快; linux

解釋器則是隻在執行程序時,才一條一條的解釋成機器語言給計算機來執行,因此運行速度是不如編譯後的程序運行的快的. c++

這是由於計算機不能直接認識並執行咱們寫的語句,它只能認識機器語言(是二進制的形式)git

編譯型vs解釋型

編譯型
優勢:編譯器通常會有預編譯的過程對代碼進行優化。由於編譯只作一次,運行時不須要編譯,因此編譯型語言的程序執行效率高。能夠脫離語言環境獨立運行。
缺點:編譯以後若是須要修改就須要整個模塊從新編譯。編譯的時候根據對應的運行環境生成機器碼,不一樣的操做系統之間移植就會有問題,須要根據運行的操做系統環境編譯不一樣的可執行文件。web

解釋型
優勢:有良好的平臺兼容性,在任何環境中均可以運行,前提是安裝瞭解釋器(虛擬機)。靈活,修改代碼的時候直接修改就能夠,能夠快速部署,不用停機維護。算法

缺點:每次運行的時候都要解釋一遍,性能上不如編譯型語言。shell

python是一門動態解釋性的強類型定義語言。編程

Python的優缺點

先看優勢

  1. Python的定位是「優雅」、「明確」、「簡單」,因此Python程序看上去老是簡單易懂,初學者學Python,不但入門容易,並且未來深刻下去,能夠編寫那些很是很是複雜的程序。
  2. 開發效率很是高,Python有很是強大的第三方庫,基本上你想經過計算機實現任何功能,Python官方庫裏都有相應的模塊進行支持,直接下載調用後,在基礎庫的基礎上再進行開發,大大下降開發週期,避免重複造輪子。
  3. 高級語言————當你用Python語言編寫程序的時候,你無需考慮諸如如何管理你的程序使用的內存一類的底層細節
  4. 可移植性————因爲它的開源本質,Python已經被移植在許多平臺上(通過改動使它可以工 做在不一樣平臺上)。若是你當心地避免使用依賴於系統的特性,那麼你的全部Python程序無需修改就幾乎能夠在市場上全部的系統平臺上運行
  5. 可擴展性————若是你須要你的一段關鍵代碼運行得更快或者但願某些算法不公開,你能夠把你的部分程序用C或C++編寫,而後在你的Python程序中使用它們。
  6. 可嵌入性————你能夠把Python嵌入你的C/C++程序,從而向你的程序用戶提供腳本功能。

再看缺點:

  1. 速度慢,Python 的運行速度相比C語言確實慢不少,跟JAVA相比也要慢一些,所以這也是不少所謂的大牛不屑於使用Python的主要緣由,但其實這裏所指的運行速度慢在大多數狀況下用戶是沒法直接感知到的,必須藉助測試工具才能體現出來,好比你用C運一個程序花了0.01s,用Python是0.1s,這樣C語言直接比Python快了10倍,算是很是誇張了,可是你是沒法直接經過肉眼感知的,由於一個正常人所能感知的時間最小單位是0.15-0.4s左右,哈哈。其實在大多數狀況下Python已經徹底能夠知足你對程序速度的要求,除非你要寫對速度要求極高的搜索引擎等,這種狀況下,固然仍是建議你用C去實現的。
  2. 代碼不能加密,由於PYTHON是解釋性語言,它的源碼都是以名文形式存放的,不過我不認爲這算是一個缺點,若是你的項目要求源代碼必須是加密的,那你一開始就不該該用Python來去實現。
  3. 線程不能利用多CPU問題,這是Python被人詬病最多的一個缺點,GIL即全局解釋器鎖(Global Interpreter Lock),是計算機程序設計語言解釋器用於同步線程的工具,使得任什麼時候刻僅有一個線程在執行,Python的線程是操做系統的原生線程。在Linux上爲pthread,在Windows上爲Win thread,徹底由操做系統調度線程的執行。一個python解釋器進程內有一條主線程,以及多條用戶程序的執行線程。即便在多核CPU平臺上,因爲GIL的存在,因此禁止多線程的並行執行。

Python解釋器

當咱們編寫Python代碼時,咱們獲得的是一個包含Python代碼的以.py爲擴展名的文本文件。要運行代碼,就須要Python解釋器去執行.py文件。

因爲整個Python語言從規範到解釋器都是開源的,因此理論上,只要水平夠高,任何人均可以編寫Python解釋器來執行Python代碼(固然難度很大)。事實上,確實存在多種Python解釋器。

CPython

當咱們從Python官方網站下載並安裝好Python 2.7後,咱們就直接得到了一個官方版本的解釋器:CPython。這個解釋器是用C語言開發的,因此叫CPython。在命令行下運行python就是啓動CPython解釋器。

CPython是使用最廣的Python解釋器。教程的全部代碼也都在CPython下執行。

IPython

IPython是基於CPython之上的一個交互式解釋器,也就是說,IPython只是在交互方式上有所加強,可是執行Python代碼的功能和CPython是徹底同樣的。比如不少國產瀏覽器雖然外觀不一樣,但內核其實都是調用了IE。

CPython用>>>做爲提示符,而IPython用In [序號]:做爲提示符。

PyPy

PyPy是另外一個Python解釋器,它的目標是執行速度。PyPy採用JIT技術,對Python代碼進行動態編譯(注意不是解釋),因此能夠顯著提升Python代碼的執行速度。

絕大部分Python代碼均可以在PyPy下運行,可是PyPy和CPython有一些是不一樣的,這就致使相同的Python代碼在兩種解釋器下執行可能會有不一樣的結果。若是你的代碼要放到PyPy下執行,就須要瞭解PyPy和CPython的不一樣點

Jython

Jython是運行在Java平臺上的Python解釋器,能夠直接把Python代碼編譯成Java字節碼執行。

IronPython

IronPython和Jython相似,只不過IronPython是運行在微軟.Net平臺上的Python解釋器,能夠直接把Python代碼編譯成.Net的字節碼。

小結

Python的解釋器不少,但使用最普遍的仍是CPython。若是要和Java或.Net平臺交互,最好的辦法不是用Jython或IronPython,而是經過網絡調用來交互,確保各程序之間的獨立性。

2、Python安裝

windows

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1 、下載安裝包
     https: / / www.python.org / downloads /
2 、安裝
     默認安裝路徑:C:\python27
3 、配置環境變量
     【右鍵計算機】 - - 》【屬性】 - - 》【高級系統設置】 - - 》【高級】 - - 》【環境變量】 - - 》【在第二個內容框中找到 變量名爲Path 的一行,雙擊】  - - > 【Python安裝目錄追加到變值值中,用 ; 分割】
     如:原來的值;C:\python27,切記前面有分號

linux、Mac

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無需安裝,原裝Python環境
  
ps:若是自帶 2.6 ,請更新至 2.7

3、Hello World程序

在linux 下建立一個文件叫hello.py,並輸入

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print ( "Hello World!" )

而後執行命令:python hello.py ,輸出

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python hello.py
Hello World!

指定解釋器

上一步中執行 python hello.py 時,明確的指出 hello.py 腳本由 python 解釋器來執行。

若是想要相似於執行shell腳本同樣執行python腳本,例: ./hello.py ,那麼就須要在 hello.py 文件的頭部指定解釋器,以下:

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#!/usr/bin/env python
  
print  "hello,world"

如此一來,執行: ./hello.py 便可。

ps:執行前需給予 hello.py 執行權限,chmod 755 hello.py

在交互器中執行 

除了把程序寫在文件裏,還能夠直接調用python自帶的交互器運行代碼, 

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localhost:~ servyou $ python
Python  2.7 . 10  (default,  Oct  23  2015 18 : 05 : 06 )
[GCC  4.2 . 1  Compatible Apple LLVM  7.0 . 0  (clang - 700.0 . 59.5 )] on darwin
Type  "help" "copyright" "credits"  or  "license"  for  more information.
>>>  print ( "Hello World!" )
Hello World!

4、變量

聲明變量

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#_*_coding:utf-8_*_
 
name  =  "Alex Li"

上述代碼聲明瞭一個變量,變量名爲: name,變量name的值爲:"Alex Li" 

變量定義的規則:

    • 變量名只能是 字母、數字或下劃線的任意組合
    • 變量名的第一個字符不能是數字
    • 如下關鍵字不能聲明爲變量名
      ['and', 'as', 'assert', 'break', 'class', 'continue', 'def', 'del', 'elif', 'else', 'except', 'exec', 'finally', 'for', 'from', 'global', 'if', 'import', 'in', 'is', 'lambda', 'not', 'or', 'pass', 'print', 'raise', 'return', 'try', 'while', 'with', 'yield']

變量的賦值

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name  =  "fuyefeng"
 
name2  =  name
print (name,name2)
 
name  =  "Jack"
 
print ( "What is the value of name2 now?" )

5、字符編碼

python解釋器在加載 .py 文件中的代碼時,會對內容進行編碼(默認ascill),若是是以下代碼的話:

報錯:ascii碼沒法表示中文

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#!/usr/bin/env python
  
print  "你好,世界"

改正:應該顯示的告訴python解釋器,用什麼編碼來執行源代碼,備註:從python 3.x開始不須要指定編碼也能顯示中文。即:

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#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
  
print  "你好,世界"

註釋

  當行注視:# 被註釋內容

  多行註釋:""" 被註釋內容 """

----------------------------------------------------------------------------------

字符串在Python內部的表示是unicode編碼,所以,在作編碼轉換時,一般須要以unicode做爲中間編碼,即先將其餘編碼的字符串解碼(decode)成unicode,再從unicode編碼(encode)成另外一種編碼。 

decode的做用是將其餘編碼的字符串轉換成unicode編碼,如str1.decode('gb2312'),表示將gb2312編碼的字符串str1轉換成unicode編碼。 

encode的做用是將unicode編碼轉換成其餘編碼的字符串,如str2.encode('gb2312'),表示將unicode編碼的字符串str2轉換成gb2312編碼。 

所以,轉碼的時候必定要先搞明白,字符串str是什麼編碼,而後decode成unicode,而後再encode成其餘編碼

 

python bytes和str兩種類型轉換的函數encode(),decode()

  • str經過encode()方法能夠編碼爲指定的bytes
  • 反過來,若是咱們從網絡或磁盤上讀取了字節流,那麼讀到的數據就是bytes。要把bytes變爲str,就須要用decode()方法:

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6、用戶輸入

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#!/usr/bin/env python
#_*_coding:utf-8_*_
 
 
#name = raw_input("What is your name?") #only on python 2.x
name  =  input ( "What is your name?" )
print ( "Hello "  +  name )

輸入密碼時,若是想要不可見,須要利用getpass 模塊中的 getpass方法,即:

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#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
  
import  getpass
  
# 將用戶輸入的內容賦值給 name 變量
pwd  =  getpass.getpass( "請輸入密碼:" )
  
# 打印輸入的內容
print (pwd)

7、模塊初識

 Python的強大之處在於他有很是豐富和強大的標準庫和第三方庫,幾乎你想實現的任何功能都有相應的Python庫支持,之後的課程中會深刻講解經常使用到的各類庫,如今,咱們先來象徵性的學2個簡單的。

sys

import  sys
print (sys.path)

os

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#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
 
import  os
 
os.system( "df -h" #調用系統命令

本身寫個模塊

1.本身寫個python tab補全模塊

#!/usr/bin/python
# python tab file
  
import sys
import readline
import rlcompleter
import atexit
import os
# tab completion
readline.parse_and_bind('tab: complete')
# history file
histfile = os.path.join(os.environ['HOME'], '.pythonhistory')
try:
    readline.read_history_file(histfile)
except IOError:
    pass
atexit.register(readline.write_history_file, histfile)
  
del os, histfile, readline, rlcompleter
tab.py(for Linux )

2. 查看Python默認的模塊存放地址

[root@realine ~]# python
Python 2.6.6 (r266:84292, Nov 22 2013, 12:16:22) 
[GCC 4.4.7 20120313 (Red Hat 4.4.7-4)] on linux2
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> import sys
>>> 
>>> sys.path
['', '/usr/lib64/python26.zip', '/usr/lib64/python2.6', '/usr/lib64/python2.6/plat-linux2', '/usr/lib64/python2.6/lib-tk', '/usr/lib64/python2.6/lib-old', '/usr/lib64/python2.6/lib-dynload', '/usr/lib64/python2.6/site-packages', '/usr/lib64/python2.6/site-packages/gst-0.10', '/usr/lib64/python2.6/site-packages/gtk-2.0', '/usr/lib64/python2.6/site-packages/webkit-1.0', '/usr/lib/python2.6/site-packages']

3. 拷貝該腳本到默認模塊存放路徑

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cp  tab.py   /usr/lib64/python2 .6/

4.使用tab模塊

[root@realine python2.6]# python
Python 2.6.6 (r266:84292, Nov 22 2013, 12:16:22) 
[GCC 4.4.7 20120313 (Red Hat 4.4.7-4)] on linux2
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> import sys
>>> import tab
>>> 
>>> sys.
sys.__class__(              sys.argv                    sys.hexversion
sys.__delattr__(            sys.builtin_module_names    sys.maxint
sys.__dict__                sys.byteorder               sys.maxsize
sys.__displayhook__(        sys.call_tracing(           sys.maxunicode
......

8、數據類型初識 

一、數字

2 是一個整數的例子。
長整數 不過是大一些的整數。
3.23和52.3E-4是浮點數的例子。E標記表示10的冪。在這裏,52.3E-4表示52.3 * 10-4。
(-5+4j)和(2.3-4.6j)是複數的例子,其中-5,4爲實數,j爲虛數,數學中表示覆數是什麼?。

int(整型)

  在32位機器上,整數的位數爲32位,取值範圍爲-2**31~2**31-1,即-2147483648~2147483647
  在64位系統上,整數的位數爲64位,取值範圍爲-2**63~2**63-1,即-9223372036854775808~9223372036854775807
long(長整型)
  跟C語言不一樣,Python的長整數沒有指定位寬,即:Python沒有限制長整數數值的大小,但實際上因爲機器內存有限,咱們使用的長整數數值不可能無限大。
  注意,自從Python2.2起,若是整數發生溢出,Python會自動將整數數據轉換爲長整數,因此現在在長整數數據後面不加字母L也不會致使嚴重後果了。
float(浮點型)
  浮點數用來處理實數,即帶有小數的數字。相似於C語言中的double類型,佔8個字節(64位),其中52位表示底,11位表示指數,剩下的一位表示符號。
complex(複數)
  複數由實數部分和虛數部分組成,通常形式爲x+yj,其中的x是複數的實數部分,y是複數的虛數部分,這裏的x和y都是實數。
注:Python中存在小數字池:-5 ~ 257
 
二、布爾值
  真或假
  1 或 0
三、字符串
"hello world"
字符串格式化輸出
1
2
3
4
name  =  "alex"
print  "i am %s "  %  name
  
#輸出: i am alex

PS: 字符串是 %s;整數 %d;浮點數%f

name = input("input you name:")
age = int(input("input you age:"))
job = input("input you job:")

msg = '''
information of %s :
---------------
name :%s
age : %d
job : %s
-------end-----
''' % (name,name,age,job)

print(msg)

 【舉例】:

name = "chris,jack,rain"
print(name.split(","))
print("|".join(name))

username = input('your name:')
if username.strip() == 'fuyf':
    print('weblcome')

name = 'fu ye feng'
print(name.center(40,'-'))
print('' in name)
print(name.capitalize())

msg = "hello,{name},it's been a long {age} no see"
print(msg.format(name='fuyf',age=22))
msg2 = "hahah{0},dddd{1}"
print(msg2.format('chris',22))

age = input('your age:')
if age.isdigit():
    age = int(age)
else:
    print("invalid data type")

name = 'fuyf123'
print(name.endswith('f'))
print(name.startswith('3'))
print(name.upper().lower())
View Code

字符串經常使用功能:

  • 移除空白
  • 分割
  • 長度 len( )
  • 索引 index()
  • 切片 
四、列表
建立列表:
1
2
3
name_list  =  [ 'alex' 'seven' 'eric' ]
name_list =  list ([ 'alex' 'seven' 'eric' ])
【舉例】:
name = ["fuyf","pxl","ygh"]
name[0:]
name[2] = "122"
name.insert(1,"fff")
name.append('最後')
name.remove("122")
print(name)
del name[1:2]
print(name[::2])  #步長爲2

基本操做:

  • 索引
  • 切片
  • 追加
  • 刪除
  • 長度
  • 切片
  • 循環
  • 包含
五、元組(不可變列表)
建立元組:
1
2
3
ages  =  ( 11 22 33 44 55 )
ages  =  tuple (( 11 22 33 44 55 ))
 
六、字典(無序)
建立字典:
1
2
3
person  =  { "name" "mr.wu" 'age' 18 }
person  =  dict ({ "name" "mr.wu" 'age' 18 })

【舉例】:

id_db = {
11111111:{
'name':'fuyf1',
'age':21,
'addr':'hunan'
},
222222222:{
'name':'fuyf2',
'age':21,
'addr':'hunan'
}
}
'''
id_db[11111111]['name']='fuyefeng'
id_db[11111111]['qq']=6666
print(id_db[11111111])
id_db[11111111].pop('addr')
print(id_db[11111111])
print(id_db.get(222222222))
'''
id_db2 = {
222222222:{
'name':'fyf3',
'age':'43'
} }
 
id_db.update(id_db2)
print(id_db2.values())
print(id_db2.keys())
print(222222222 in id_db)
id_db2.setdefault('job','it')
print(id_db2)
 
for key in id_db2:
print(key,id_db2.get(key))
View Code

 經常使用操做:

  • 索引
  • 新增
  • 刪除
  • 鍵、值、鍵值對
  • 循環
  • 長度

9、數據運算

算數運算:

比較運算:

賦值運算:

邏輯運算:

成員運算:

身份運算:

位運算:

a = 60            # 60 = 0011 1100
b = 13            # 13 = 0000 1101
c = 0
  
c = a & b;        # 12 = 0000 1100
print "Line 1 - Value of c is ", c
  
c = a | b;        # 61 = 0011 1101
print "Line 2 - Value of c is ", c
  
c = a ^ b;        # 49 = 0011 0001 #相同爲0,不一樣爲1
print "Line 3 - Value of c is ", c
  
c = ~a;           # -61 = 1100 0011
print "Line 4 - Value of c is ", c
  
c = a << 2;       # 240 = 1111 0000
print "Line 5 - Value of c is ", c
  
c = a >> 2;       # 15 = 0000 1111
print "Line 6 - Value of c is ", c

*按位取反運算規則(按位取反再加1)  

10、表達式if ... else

場景1、用戶登錄驗證

# 提示輸入用戶名和密碼
# 驗證用戶名和密碼
# 若是錯誤,則輸出用戶名或密碼錯誤
# 若是成功,則輸出 歡迎,XXX!

import getpass

name = raw_input('請輸入用戶名:')
pwd = getpass.getpass('請輸入密碼:')
  
if name == "alex" and pwd == "cmd":
    print("歡迎,alex!")
else:
    print("用戶名和密碼錯誤")

場景2、猜年齡遊戲

需求:在程序裏設定好你的年齡,而後啓動程序讓用戶猜想,用戶輸入後,根據他的輸入提示用戶輸入的是否正確,若是錯誤,提示是猜大了仍是小了

my_age = 28
 
user_input = int(input("input your guess num:"))
 
if user_input == my_age:
    print("Congratulations, you got it !")
elif user_input < my_age:
    print("Oops,think bigger!")
else:
    print("think smaller!")

外層變量,能夠被內層代碼使用

內層變量,不該被外層代碼使用

11、表達式 for 循環

最簡單的循環10次

for in  range(10):

     print ( "loop:" , i )
 

range函數原型:range(start, end, scan):

參數含義:start:計數從start開始。默認是從0開始。例如range(5)等價於range(0, 5);

              end:技術到end結束,但不包括end.例如:range(0, 5) 是[0, 1, 2, 3, 4]沒有5

              scan:每次跳躍的間距,默認爲1。例如:range(0, 5) 等價於 range(0, 5, 1)

 

需求一:仍是上面的程序,可是遇到小於5的循環次數就不走了,直接跳入下一次循環

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for  in  range ( 10 ):
     if  i< 5 :
         continue  #不往下走了,直接進入下一次loop
     print ( "loop:" , i )

需求二:仍是上面的程序,可是遇到大於5的循環次數就不走了,直接退出

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2
3
4
for  in  range ( 10 ):
     if  i> 5 :
         break  #不往下走了,直接跳出整個loop
     print ( "loop:" , i )

猜年齡遊戲優化版:

       需求:在程序裏設定好你的年齡,而後啓動程序讓用戶猜想,用戶輸入後,根據他的輸入提示用戶輸入的是否正確,最多猜10次,猜對直接退出。若是猜想錯誤,提示是猜大了仍是小了,每猜三次提示用戶是否要繼續。

age = 22
counter = 0
for i in range(10):
    if counter <3:
        guess_num = int(input("input you guess num:"))
        if guess_num ==age:
            print("you got it!")
            break
        elif guess_num > age:
            print("Thiner smaller!")
        else :
            print("Thinker big...")
    else:
        continue_confire = input("DO you want to contine:")
        if continue_confire == 'y':
            counter = 0
            continue
        else:
            print("bye")
            break
    counter += 1

12、while 循環

有一種循環叫死循環,一經觸發,就運行個天荒地老、海枯石爛。

海枯石爛代碼

1
2
3
4
5
count  =  0
while  True :
     print ( "你是風兒我是沙,纏纏綿綿到天涯..." ,count)
     count  + = 1

 需求1:第六、7次不打印,最多循環10次

i = 0
while True:
    i +=1
    if i >5 and i<8:
        continue
    print('你是風兒,我是沙',i)
    if i == 10:
        print('bye')
        break

 需求2:只打印奇數

i = 0
while i<10:
    i +=1
    if i%2 == 0:
        continue
    print(i)
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