程序逻辑——让计算机学会判断

学习目标

1. 运算符
2. 条件语句
3. 运算符和条件语句综合应用案例
4. 程序错误分类及如何DEBUG调试

运算符

运算符和操作对象

运算符：+、-、*、/、//、%等特殊符号集合；操作对象：运算符连接的数据。
Python支持8类运算符：

1. 算术运算符
2. 比较(关系)运算符
3. 赋值运算符
4. 逻辑运算符
5. 位运算符
6. 成员运算符
7. 身份运算符
8. 运算符优先级

1.1 算术运算符

设定变量 a=10，b=5

运算符	描述	实例
+	相加	a + b → 15
-	相减/取负数	a - b → 5
*	相乘/字符串重复	a * b → 50
/	除法（浮点结果）	a / b → 2.0
%	取模（求余数）	b % a → 0
**	幂运算	a**b → 10^5 = 100000
//	地板除（取商整数部分）	9//2 →4；9.0//2.0→4.0

幂运算符两种用法

方法1：** 内置运算符

# 2的3次方
result = 2**3
print(result) # 输出8

# 小数、负数幂
print(4**0.5)  # 2.0 平方根
print(2**-2)   # 0.25 负次方

方法2：pow() 函数

print(pow(2, 3)) # 输出8

练习：计算圆面积

需求：输入半径，输出面积并保留2位小数

1.2 比较运算符

设定变量 a=10，b=20

运算符	描述	实例
==	等于	a == b → False
!=	不等于	a != b → True
>	大于	a > b → False
<	小于	a < b → True
>=	大于等于	a >= b → False
<=	小于等于	a <= b → True

1.3 逻辑运算符

设定变量 a=10，b=20

运算符	表达式	规则描述	实例
and	x and y	x为False则返回x，否则返回y	a and b →20
or	x or y	x非0返回x，否则返回y	a or b →10
not	not x	取反，True变False，False变True	not(a and b) →False

1.4 赋值运算符

基础：c = a，衍生复合赋值

运算符	等价写法
c -= a	c = c - a
c *= a	c = c * a
c /= a	c = c / a
c %= a	c = c % a
c **= a	c = c ** a
c //= a	c = c // a

1.5 成员运算符

用于判断值是否存在于字符串、列表、元组等序列

运算符	描述
in	序列包含值返回True，否则False
not in	序列不包含值返回True，否则False

配套补充：列表

• 有序可变序列，格式 []，逗号分隔元素
• 列表元素可混合整数、浮点数、字符串、嵌套列表等

# 列表示例
[10, 20, 30, 40]
['spam', 2.0, 5, [10, 20]]

创建与访问列表

list1 = ['Google', 'Baidu', 1997, 2000]
list2 = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]
# 下标访问
print(list1[0])
# 切片截取
print(list2[1:5])

in 运算符实战案例

# 字符串判断
text = "Hello, world!"
print("world" in text)    # True
print("Python" not in text) # True
print("hello" in text)   # False（区分大小写）

# 列表/元组判断
fruits = ["apple","banana","cherry"]
numbers = (10,20,30)
print("banana" in fruits) # True
print(15 not in numbers)  # True

课堂练习

现有用户列表 ["lili","lucy","tom"]，输入姓名，查询用户是否存在

1.6 身份运算符

比较两个对象内存地址（id()）

运算符	描述
is	id(x) == id(y) 返回True
is not	id(x) != id(y) 返回True

1.7 运算符优先级（从高到低）

1. ** 指数
2. ~ + - 按位翻转、一元正负号
3. * / % // 乘除取模地板除
4. + - 加减
5. >> << 移位
6. & 位与
7. ^ | 位异或、位或
8. <= < > >= 比较运算符
9. == != 相等判断
10. = %= /= //= -= += *= **= 赋值
11. is is not 身份运算符
12. in not in 成员运算符
13. not or and 逻辑运算符
    

条件语句

条件语句改变程序执行分支，根据判断选择执行代码块

2.1 if 单分支

语法

if 表达式:
    语句序列

逻辑

条件为真，执行内部代码；条件为假，直接跳过。

2.2 if-else 双分支

语法

if 表达式:
    语句序列1
else:
    语句序列2

逻辑

条件成立执行1，不成立执行2

age = 18
if age >= 18:
    print("成年人")
else:
    print("未成年人")

2.3 if…elif…else 多分支

多条件依次判断，匹配第一个成立分支

score = 85
if score >= 90:
    grade = "A"
elif score >= 80:
    grade = "B"
elif score >= 70:
    grade = "C"
else:
    grade = "D"
print(f"成绩等级:{grade}")

2.4 if 嵌套

if内部再写if语句，多层条件判断

语法

if 表达式1:
    if 表达式2:
        语句1
    elif 表达式3:
        语句2
    else:
        语句3
elif 表达式n:
    ...
else:
    ...

综合案例：猜拳游戏

规则：石头=1，剪刀=2，布=3；电脑随机出拳，判断胜负

computer = random.randint(1, 3)
print(computer)
# 2. 用户出拳
user = int(input("请用户出拳（石头-1 剪刀-2 布-3）"))
if user < 1 or user > 3:
    print("输入不合法")
else:
    # 3. 对比PK出结果（平局，电脑赢了，用户赢了）
    if computer == user:
        print("平局")
    elif (user == 1 and computer == 2) \
            or (user == 2 and computer == 3) \
            or (user == 3 and computer == 1):
            print("用户赢了")
    else:
        print("电脑赢了")

运算符和条件语句综合应用案例

需求：判断是否开展户外活动

判定规则：

1. 晴天 + 温度18~30℃ → 户外活动
2. 多云 + 温度15~25℃ + 湿度<80% → 户外活动
3. 雨天 → 不活动
4. 其余所有情况 → 不活动

示例函数（修正原文残缺代码）

# 案例——天气
w = input("请输入天气：")
t = int(input("请输入温度："))
h = int(input("请输入湿度: "))

if w == "晴天":
    if t >= 18 and t <= 30:
        print("可户外运动")
    else:
        print("不可户外运动")
elif w == "多云":
    if (t >= 15 and t < 25):
        if h <= 80:
            print("可户外运动")
        else:
            print("不可户外运动")
    else:
        print("不可户外运动")

elif w == "雨天":
    print("不可户外运动")
else:
    print("不可户外运动")

程序错误分类及如何DEBUG调试

程序错误分为3大类：语法错误、运行时错误、逻辑错误

4.1 语法错误（Syntax Errors）

代码不符合Python语法规则，程序直接无法运行
常见原因：

1. 缺失标点：括号、引号、冒号
2. 关键字拼写错误（if写成fi）
3. Python缩进错误
4. 语句残缺，少:、=等符号

4.2 运行时错误（Runtime Errors / 异常Exception）

代码语法没问题，运行中途触发异常崩溃
常见类型：

错误类型	场景
ZeroDivisionError	除数为0
TypeError	不同类型数据运算（数字+字符串）
NameError	使用未定义变量/函数
IndexError	列表索引越界
FileNotFoundError	打开不存在文件

错误示例与优化

# 原始易报错代码
str_input = input('请输入两数(空格隔开):')
a,b = str_input.split()
print(a / b) # 类型错误、分割数量不足、除零错误

# try-except捕获异常优化
str_input = input('请输入两数(空格隔开):')
a,b = str_input.split()
a = int(a)
b = int(b)
try:
    print(a / b)
except ZeroDivisionError:
    print('除数不能为0')

4.3 逻辑错误（Logical Errors）

程序正常运行无报错，但输出结果不符合预期

示例

# 需求：计算1~n累加和
def sum_numbers(n):
    total = 0
    for i in range(n): # range(n) 只取0~n-1，漏掉n
        total += i
    return total

result = sum_numbers(5)
# 预期1+2+3+4+5=15，实际输出10
print(f"1到5的和是:{result}")