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Elements-of-Python_03_LanguageFeature

（內容包括Python語法概述，流程式控制制，條件表達式）

1 Python語法

1.1 Python的特點

Python是一種完全面向對象的、解釋性的、可移植的、開源的腳本編程高級語言，具有豐富的庫，允許邊寫邊執行。他完全支援繼承、重載，強大的第三方模組涵蓋科學計算、人工智慧、機器學習、Web開發、資料庫介面、圖形系統等多個領域。有Web開發、爬蟲開發、運維開發、數據挖掘、人工智慧等多個方向。

1.2 基本語法規則

雖然Python語法簡單，但也有如下基本規則：

  • ①從頭到尾，逐個語句執行
  • ②注釋#、空白行、文檔字元串(三引號)會直接被忽略
  • ③自動檢測語句邊界，語句邊界由書寫者的語句縮進形成（同一級別的語句的縮進必須相同）
  • ④複合語句（子句，clause）：由首句、冒號、下一行開始相同縮進的程式碼塊組成
  • ⑤通常一句一行，也允許但不建議一行多句或一句多行。
      一句多行： 續行符\可以續行接著寫，小中大括弧中的內容可以直接換行寫；
      一行多句：分號隔開，或直接在冒號後面寫。

1.3 幾種常見語句

常用語句

2 流程式控制制語句

一項任務可以被變成一個流程，而描述這個流程就可以用自然語言、流程圖、偽程式碼、程式程式碼等多種形式表示，自然語言是最簡單的，流程圖是最直觀的，程式程式碼是唯一可以被電腦識別運行的。

2.1 流程圖

流程圖基本符號

2.1 分支語句if


上圖是完整的if分支語句：
【書寫時：在if後加一個邏輯運算式①，冒號結尾，下一行縮進，程式碼塊①中書寫此邏輯運算式①成立後要完成的語句塊①；之後寫在上以邏輯運算不成立的前提下，另一個邏輯運算式②，冒號結尾下一行縮進，程式碼塊②中書寫此邏輯運算式②成立後要完成的語句塊②，以此類推。最後寫else：，是上面n-1個clause都不滿足時，執行的語句塊n。】即，列出每種情況，和滿足情況下要做的事。
【執行時：先判斷邏輯運算式①，滿足就執行語句塊①並結束判斷，不滿足就判斷邏輯運算式②，②滿足就執行語句塊②並結束判斷，以此類推，如果都不滿足，就執行else後的語句塊n，並結束】即，從上到下執行，一旦滿足某個結果，直接運行此語句塊並結束判斷。
一些說明：
1.Python中沒有switch-case語句；
2.邏輯運算式可以用邏輯運算符連接，可以選擇加或不加小括弧；
3.條件和語句塊用縮進來體現，所有語句塊間的縮進距離應一致；中止一行就是中止一個語句（無需額外分號）；中止縮進就是中止一個程式碼塊（程式碼塊無需大括弧包裹）；
4.if後可以沒有else或者elif(關鍵字elif就是else if的簡寫)。如果有else，就一定會執行某一分支的語句塊；
5.所有分支中，最多執行一個分支的語句塊，執行後，結束整個判斷。
關於else懸掛：
如果前面有好多個if嵌套在一起（雖然可以去避免嵌套，做成elif），怎麼知道else屬於哪個if呢？ 很好辦！你只需要看else的開頭和一個if對齊，它就是哪個if的else。

關於if的例子：

#解一元二次方程的根
s = input("請依次輸入二次項、一次項、常數項，用空格分隔：\n>>>")
a,b,c = [eval(k) for k in s.split(" ")]
delta = b*b-4*a*c
if delta==0 :
    x1 = x2 = -0.5*b/a
elif delta>0 :
    x1 = -0.5*b/a + 0.5*delta**0.5/a
    x2 = -0.5*b/a - 0.5*delta**0.5/a
else :
    x1 = complex(-0.5*b/a,0.5*(-delta)**0.5/a)
    x2 = x1.conjugate()
print(f"一元二次方程的兩個解：\nx1 = {x1}\nx2 = {x2}")

2.2 交互循環while

循環的流程圖
和if判斷一樣，while也會對邏輯表達式做判斷，如果判斷結果為真，就會進入循環，直到邏輯表達式不在成立，（或被中斷）。
while的句式：
也就是說，【只要滿足條件，就在循環體Loop中不斷執行循環體語句塊，除非有break、continue命令或者不再滿足條件才會跳出】

#按位取出數字的值
num = eval(input("請輸入數字：\n>>>"))
a = []
i = 0
flag = False
if num < 0:
    num = -num
    flag = True

while num - (10**(i)) >= 0 :
    print((10**(i)))
    a.append(int(num//10**i%10))
    i += 1 
#注意：循環前要把循環變數初始一下，循環體中要使循環變數離結束的條件更近
if flag :
    a.append("-")
elif a == [] :
    a = [0]
print(a)

2.3 序列迭代for

相比與while循環，由於有range函數，for循環的使用更加便捷。

把變數在某迭代器中遍歷一遍，遍歷每個元素時都執行循環體語句塊。

#斐波那契數列前n項輸出
num2,num1 = 0,1
for i in range(15):  #循環變數只用作計數
    num1,num2 = num1+num2,num1
    print(num1,end="\t")

#n以內的素數
print(2,end = "\t")
for i in range(3,500,2): #循環用作循環體語句塊的變數
    flag = True
    for j in range(2,int(pow(i,0.5)+1)):
        if i%j == 0 :
            flag = False
            break
    if flag :
        print(i,end = "\t")

幾點注意：

  1. for和while的區別： for在循環次數固定且可以直接表示時使用，while在終止條件明確且次數尚不確定時使用
  2. for和while循環體語句中，不能定義新變數，只能把原有變數重新賦值，所以定義中間變數需要在循環體外
  3. for循環的循環變數i的值，從迭代器中逐個收到，循環體中賦值只在本次循環中生效，甚至直接del i也不會報錯
  4. 減少循環次數可以提高運行效率（如除了2以外的素數都是奇數，將偶數參與循環判斷素數就是浪費；再比如高中學的數列求和直接用，1到100的和就不要循環了。）
#複利：周定投計算
annual_rate = eval(input("請輸入平均年化利率："))
if annual_rate>=1 :
    annual_rate /= 100
weekly_rate = (1+annual_rate)**(1/52)-1
week_capital = float(input("請輸入周定投金額："))
total_capital= amount = 0.0
stop_profit = int(input("請選擇止盈條件：1.按年止盈\t2.按獲利比率止盈\t3.按總金額止盈\n>>>"))
if stop_profit == 1 :
    for i in range(1,25*52+1):
        total_capital += week_capital
        amount = amount*(1+weekly_rate) + week_capital
        if (i%52 == 0) : print(f"第{i//52:2d}年，本金{total_capital:>9.2f}，賬戶總額{round(amount,2):>9.2f}，盈利比{(amount-total_capital)/total_capital:.2%}。")
elif stop_profit == 2 :
    stop_rate = eval(input("請輸入想要的獲利比率："))
    i = 0
    if stop_rate>1 :
        stop_rate /= 100
    while ((amount-total_capital)/(total_capital+0.1) < stop_rate):
        i += 1
        total_capital += week_capital
        amount = amount*(1+weekly_rate) + week_capital
    else :
        print(f"第{i//52:2d}年第{i%52:2d}周，盈利比{(amount-total_capital)/total_capital:.2%}，本金{total_capital:>9.2f}，賬戶總額{round(amount,2):>9.2f}。")
elif stop_profit == 3 :
    would_amount = eval(input("請輸入想要的總金額："))
    i = 0
    while (amount <= would_amount):
        i += 1
        total_capital += week_capital
        amount = amount*(1+weekly_rate) + week_capital
    else :
        print(f"第{i//52:2d}年第{i%52:2d}周，總額達到{round(amount,2):>9.2f}，盈利比{(amount-total_capital)/total_capital:.2%}，本金{total_capital:>9.2f}。")

2.3.1 for循環下標提取

在for循環對字元串、列表或元組進行遍歷的時候，我們往往用for i in list對列表中的元素進行讀取，如果我們在讀取元素的時候同時想要得到其下標，可以創建一個循環次數計數變數x=0，並且在每次循環之後自加來達到效果。另一種快捷的方法就是使用內置函數enumerate(iter)來實現這種功能。
如： for i,name in enumerate(representativesList): 這樣的話，i就是這個元素的下標，name就是此下表對應的元素的內容。

2.4 break和continue

break和continue是打斷原有循環體的一種方式，不同的是，continue直接跳入下一次循環，break跳出這一循環體（但不會跳出更高層的循環）。也就是說:
continue直接進入下一次循環，
break直接跳出本循環體。
另外，python中沒有goto，雖然可以用第三方庫做出goto的效果，但是if加goto效果和while是一模一樣的。

2.5 三種條件表達式

和C語言的三目運算符（CONDITION?A:B）一樣，Python也有自己的條件運算符，又根據列表中數據無類型相同的限制和邏輯運算符有邏輯短路一說，總結了三種條件表達式：
條件表達式
解釋如下：
法①：這個方法就類似C語言的 (? :)運算符，是一個簡易的判斷，在A if CONDITION else B中，如果condition成立，則執行A，不然執行B。
法②：這個方法利用列表可以存下不同類型的數據，因為之前說過，False就是0，True是1，可以參加運算。所以condition的情況就代表了列表的第0和第1個元素。
法③：利用的是邏輯短路。

Extra1.1 （番外篇） 常見數列求和公式

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