自学Python基础语法(二)——条件判断与循环

本周目标

• 掌握 if/elif/else 条件判断，让程序拥有“决策能力”
• 掌握 for 循环和 while 循环，让程序拥有“重复执行能力”
• 理解 Python 中最重要的缩进规则（新手最容易踩的坑！）
• 能够综合运用条件与循环，解决实际问题

一、为什么程序需要“判断”和“循环”？

前两周我们写的代码，都是一条条“从上到下”顺序执行的。这种程序非常简单，但也很“笨”——它不会根据情况做出不同反应，也不会重复做同一件事。

而真正的 AI 程序，恰恰需要这两种能力：

• 判断能力： AI 模型要根据输入数据做出决策。比如“如果图片里有一只猫，就输出‘猫’，否则输出‘不是猫’”。这背后就是成千上万次的条件判断。
• 重复能力： AI 模型的训练过程，需要把同一个数据集反复“喂”给模型成千上万次（称为 Epoch），每一次都微调参数。没有循环，就无法训练出任何有实用价值的模型。

本周，我们就来学习 Python 中实现“判断”和“循环”的核心语法。

二、条件判断（if / elif / else）——让程序会“思考”

1. 基础语法结构

Python 中条件判断的语法结构如下：

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if 条件1:    # 如果条件1为 True，执行这里的代码    代码块Aelif 条件2:    # 如果条件1为 False 且 条件2为 True，执行这里的代码    代码块Belse:    # 如果上面所有条件都为 False，执行这里的代码    代码块C

⚠️ 特别注意：Python 用**缩进（Indentation）**来表示代码块，而不是像 C/Java 那样用花括号 {}。缩进必须严格一致（通常用4个空格）。

2. if 语句（单条件）

最简单的形式——只判断一个条件：

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age = 18if age >= 18:    print("你已经成年了！")    print("可以考驾照了。")print("程序结束")# 输出：# 你已经成年了！# 可以考驾照了。# 程序结束

如果 age = 16，则 print 语句被跳过，直接输出“程序结束”。

3. if + else（二选一）

当需要“二选一”时，使用 else：

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score = 45if score >= 60:    print("恭喜，及格了！")else:    print("没及格，继续加油！")# 输出：没及格，继续加油！

4. if + elif + else（多选一）

当有多个互斥条件时，使用 elif（是“else if”的缩写）：

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score = 85if score >= 90:    grade = "A（优秀）"elif score >= 75:    grade = "B（良好）"elif score >= 60:    grade = "C（及格）"else:    grade = "D（不及格）"print("成绩等级：", grade)# 输出：成绩等级： B（良好）

执行逻辑：程序从上到下依次检查条件。一旦某个条件满足，就执行对应的代码块，然后跳出整个判断结构，不再检查后面的条件。

5. 多条件组合（and / or / not）

有时候我们需要同时满足多个条件，或者满足其中之一：

• and（与）：两边都为 True，结果才为 True
• or（或）：只要一边为 True，结果就为 True
• not（非）：取反

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age = 20is_student = True# and：必须同时满足if age >= 18 and is_student:    print("你是成年学生，可以享受学生优惠")# 输出：你是成年学生，可以享受学生优惠# or：满足其一即可if age < 12 or age > 60:    print("享受老人/儿童票价优惠")else:    print("普通票价")# 输出：普通票价# not：取反is_holiday = Falseif not is_holiday:    print("今天不是假期，正常上班")# 输出：今天不是假期，正常上班

6. ⚠️ 常见陷阱：混淆 = 和 ==

这是所有初学者最容易犯的错误，请务必注意：

• = 是赋值
  运算符，如 age = 18
• == 是比较
  运算符，用于判断是否相等

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# ❌ 错误写法if age = 18:   # 报错！赋值语句不能放在条件中    print("成年")# ✅ 正确写法if age == 18:    print("正好18岁")

💡 AI小贴士：在机器学习中，条件判断无处不在。例如数据预处理时，你会写：if age.isnull(): 来判断年龄数据是否缺失；模型预测时，你会用 if probability > 0.5: 来决定输出哪个类别。可以说，条件判断是程序“智能”的基石。

三、缩进——Python 的灵魂

在其他编程语言中（如 C、Java），花括号 {} 用来划分代码块。但 Python 使用缩进来划分，这使得代码看起来非常整洁，但也让很多初学者栽了跟头。

缩进规则：

1. 同一代码块内的所有语句，缩进必须完全一致（通常使用4个空格）
2. 缩进级别每增加一级，就多一层嵌套

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# ✅ 正确缩进if True:    print("正确缩进1")   # 4个空格    print("正确缩进2")   # 4个空格    if True:        print("正确缩进3")  # 8个空格    print("正确缩进4")   # 4个空格（与外部对齐）# ❌ 错误缩进（会报错 IndentationError）if True:    print("正确缩进")     print("错误缩进")   # 多了一个空格，报错！

⚠️ 新手警告：不要混合使用 Tab 和空格！强烈建议在编辑器中设置“Tab 键自动转换为4个空格”。VS Code 和 Jupyter Notebook 默认就是这样的设置。

四、循环（Loop）——让程序会“重复”

1. for 循环 —— 遍历已知序列

for 循环用于遍历一个可迭代对象（如字符串、列表、范围等）。在 AI 中，我们常用它来遍历数据集。

基本语法：

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for 变量 in 序列:    循环体代码

示例1：遍历字符串

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word = "AI"for char in word:    print(char)# 输出：# A# I

示例2：遍历列表

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fruits = ["苹果", "香蕉", "橙子"]for fruit in fruits:    print("我喜欢吃", fruit)# 输出：# 我喜欢吃 苹果# 我喜欢吃 香蕉# 我喜欢吃 橙子

示例3：使用 range() 生成数字序列

range() 是 Python 中非常常用的函数，专门用来生成整数序列：

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# range(5)  → 生成 0, 1, 2, 3, 4（注意：从0开始，到5结束，不包含5）for i in range(5):    print(i)# 输出：0, 1, 2, 3, 4# range(1, 6) → 生成 1, 2, 3, 4, 5（从1开始，到6结束，不包含6）for i in range(1, 6):    print(i)# 输出：1, 2, 3, 4, 5# range(1, 10, 2) → 生成 1, 3, 5, 7, 9（从1开始，步长为2）for i in range(1, 10, 2):    print(i)# 输出：1, 3, 5, 7, 9

💡 AI小贴士：在深度学习训练中，我们经常用 for epoch in range(100): 来表示训练100轮（Epochs）。每一轮都要遍历整个训练数据集，这就是 for 循环的巨大价值。

2. while 循环 —— 条件满足时就一直执行

while 循环会在条件为 True 时不断重复执行代码块，直到条件变为 False。

基本语法：

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while 条件:    循环体代码

示例1：计数器

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count = 0while count < 5:    print("当前计数：", count)    count = count + 1   # 别忘了更新条件变量！# 输出：0, 1, 2, 3, 4

示例2：猜数字游戏（直到猜对为止）

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secret = 7guess = 0while guess != secret:    guess = int(input("猜一个数字（1-10）："))    if guess < secret:        print("猜小了，再大一点！")    elif guess > secret:        print("猜大了，再小一点！")print("恭喜你，猜对了！")

⚠️ 无限循环陷阱：如果 while 的条件永远为 True，并且循环体内没有 break 或改变条件的语句，程序就会“死循环”，一直运行下去直到你强制终止。务必确保循环条件最终能变为 False。

3. break 和 continue —— 循环的“刹车”和“跳过”

• break： 立即结束整个循环，跳出循环体
• continue： 立即跳过本次循环的剩余部分，进入下一次循环

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# break 示例：找到第一个偶数就停止numbers = [1, 3, 5, 8, 10, 13]for num in numbers:    if num % 2 == 0:   # 如果是偶数        print("找到第一个偶数：", num)        break           # 立即停止循环# 输出：找到第一个偶数： 8（后面的10没有被检查）# continue 示例：只打印奇数，跳过偶数for num in range(1, 10):    if num % 2 == 0:        continue        # 偶数跳过，不打印    print(num)# 输出：1, 3, 5, 7, 9

五、实战小项目：智能成绩分析系统

综合运用本周所学的条件判断和循环，制作一个简易的成绩分析工具：

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print("=" * 40)print("     欢迎使用智能成绩分析系统")print("=" * 40)# 假设我们有5名学生的成绩scores = [78, 92, 45, 88, 63]# 初始化统计变量total = 0max_score = scores[0]min_score = scores[0]pass_count = 0print("\n开始逐一点评成绩：")print("-" * 40)# 遍历每个成绩for score in scores:    total = total + score    # 更新最高分和最低分    if score > max_score:        max_score = score    if score < min_score:        min_score = score    # 及格统计与评级    if score >= 90:        grade = "优秀 🌟"        pass_count += 1    elif score >= 70:        grade = "良好 ✅"        pass_count += 1    elif score >= 60:        grade = "及格 ⚠️"        pass_count += 1    else:        grade = "不及格 ❌"    print(f"成绩: {score:>3}分 → {grade}")# 计算平均分average = total / len(scores)# 输出汇总报告print("-" * 40)print("\n========== 最终统计报告 ==========")print(f"总人数: {len(scores)} 人")print(f"最高分: {max_score} 分")print(f"最低分: {min_score} 分")print(f"平均分: {average:.1f} 分")print(f"及格人数: {pass_count} 人")print(f"及格率: {pass_count / len(scores) * 100:.0f}%")# 判断班级整体表现if average >= 85:    print("🎉 班级整体表现：优秀！")elif average >= 70:    print("👍 班级整体表现：良好！")elif average >= 60:    print("📖 班级整体表现：还需努力！")else:    print("🚨 班级整体表现：急需加强辅导！")print("=" * 40)

运行效果：

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========================================     欢迎使用智能成绩分析系统========================================开始逐一点评成绩：----------------------------------------成绩:  78分 → 良好 ✅成绩:  92分 → 优秀 🌟成绩:  45分 → 不及格 ❌成绩:  88分 → 良好 ✅成绩:  63分 → 及格 ⚠️----------------------------------------========== 最终统计报告 ==========总人数: 5 人最高分: 92 分最低分: 45 分平均分: 73.2 分及格人数: 4 人及格率: 80%👍 班级整体表现：良好！========================================

六、动手练习

练习1：闰年判断器

编写程序，让用户输入一个年份，判断该年份是否为闰年。闰年规则：能被4整除但不能被100整除，或者能被400整除。

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year = int(input("请输入年份："))if (year % 4 == 0 and year % 100 != 0) or (year % 400 == 0):    print(f"{year} 年是闰年")else:    print(f"{year} 年是平年")

练习2：打印九九乘法表

使用嵌套循环（循环里面再套循环）打印出九九乘法表。提示：使用 print(f"{j} x {i} = {i*j}", end="\t") 可以不换行输出。

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for i in range(1, 10):      # i 控制行（1-9）    for j in range(1, i+1): # j 控制列（1-i）        print(f"{j} x {i} = {i*j}", end="\t")    print()  # 换行# 输出：# 1 x 1 = 1    # 1 x 2 = 2    2 x 2 = 4    # 1 x 3 = 3    2 x 3 = 6    3 x 3 = 9 ...

练习3：累加求和直到输入0

编写程序，让用户不断输入数字，每输入一个就累加起来，并打印当前总和。当用户输入 0 时，程序结束并输出最终总和。

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total = 0while True:    num = float(input("请输入一个数字（输入0结束）："))    if num == 0:        break    total += num    print(f"当前总和：{total}")print(f"最终总和：{total}")

练习4：寻找水仙花数

水仙花数是指一个三位数，其各位数字的立方和等于该数本身，例如 153 = 1³ + 5³ + 3³。请找出所有的水仙花数（提示：用 for 循环遍历 100-999，结合取余数 % 和整除 // 拆解数字）。

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for num in range(100, 1000):    # 拆解百位、十位、个位    a = num // 100        # 百位    b = (num // 10) % 10  # 十位    c = num % 10          # 个位    if a**3 + b**3 + c**3 == num:        print(num)# 输出：153, 370, 371, 407

练习5（AI场景模拟）：简单数据清洗过滤器

假设你有一份用户年龄数据列表 ages = [25, -3, 17, 99, 45, -8, 32, 151]，其中 -3 和 -8 是错误数据（年龄不能为负数），151 是异常数据（年龄不可能超过120）。请编写程序：

1. 遍历这个列表
2. 使用 continue 跳过负数和大于120的数据（不处理它们，也不计入统计）
3. 统计有效年龄的总和及平均年龄

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ages = [25, -3, 17, 99, 45, -8, 32, 151]total = 0count = 0for age in ages:    if age < 0 or age > 120:        print(f"发现异常数据：{age}，已跳过")        continue    total += age    count += 1if count > 0:    print(f"有效年龄总和：{total}")    print(f"平均年龄：{total / count:.1f}")else:    print("没有有效数据")

本周小结

本周我们为程序装上了“大脑”和“肌肉”：

下周预告：我们将学习 Python 中最重要的数据结构之一——列表（List）与元组（Tuple）。你会发现，原来管理一大堆数据可以这么方便！无论是存储训练数据集，还是保存模型的预测结果，都离不开它们。

📌 本周作业建议：一定要把“智能成绩分析系统”完整敲一遍并运行！然后尝试修改代码，比如增加一个功能——找出所有不及格学生的成绩并单独打印出来，或者让用户动态输入成绩（而不是写死在代码里）。

请记住：编程不是看会的，是敲会的。把每个示例自己手敲一遍，进步会更快！ 🔥