第三章综合测验：分支与循环

引言

这是第三章「流程控制」的最后一篇，收卷篇。前九篇的递进路线是：分支（第 1 篇 if/elif/else、第 2 篇 match）→ 循环（第 3 篇 while、第 4 篇 for 与 range、第 5 篇 break/continue/else）→ 组合（第 6 篇嵌套、第 7 篇推导式）→ 实战（第 8 篇 FizzBuzz 与猜数字、第 9 篇图案打印与交互式菜单）。本篇做四件事：十道选择题把每个知识点的「精确版本」逼出原形；三道编程题给出可运行的参考解答；一个综合任务（成绩统计系统）要求把分数段分支、重复录入循环与统计汇总写进同一个程序；最后一份学习自检清单供你逐项画勾。测验范围严格限于前九篇；函数（def）、异常处理（try/except）与类分别属于第四、七、八章，这里只在参考解答的旁注里以预告形式出现，不作为考点。作答方式与第二章相同：先闭卷写答案与理由，再对照解析，理由比答案重要——答对但理由写错，说明对应篇目需要回读。

测验说明

十题均为单选，每题标注出处与考点，难度从记忆级到综合级递增。代码片段都已在本机（CPython 3.12）实测，输出真实可复现。建议每题限时两分钟。

第 1 题（出处：第 1 篇分支结构）

n = 75
if n >= 90:
    grade = "A"
elif n >= 60:
    grade = "C"
elif n >= 70:
    grade = "B"
print(grade)

输出是？（A）"A"　（B）"B"　（C）"C"　（D）报错

第 2 题（出处：第 2 篇模式匹配）

x = 9
match x:
    case 1 | 2:
        r = "小"
    case _ if x > 5:
        r = "大"
    case _:
        r = "中"
print(r)

输出是？（A）"小"　（B）"大"　（C）"中"　（D）报错

第 3 题（出处：第 3 篇 while 循环）

i = 0
total = 0
while i < 10:
    i += 1
    if i % 3 == 0:
        continue
    total += i
print(total)

输出是？（A）37　（B）40　（C）45　（D）55

第 4 题（出处：第 4 篇 for 与 range）

print(list(range(2, 11, 3)))

输出是？（A）[2, 5, 8]　（B）[2, 5, 8, 11]　（C）[3, 5, 8]　（D）报错

第 5 题（出处：第 5 篇循环控制三件套）

n = 7
for d in range(2, n):
    if n % d == 0:
        print("合数")
        break
else:
    print("质数")

输出是？（A）"合数"　（B）"质数"　（C）什么都没有输出　（D）报错

第 6 题（出处：第 6 篇嵌套与组合）

for i in range(1, 4):
    for j in range(1, 4):
        if j == 2:
            break
        print(i, j)

程序打印出的行是？（A）三行：1 1、2 1、3 1　（B）三行：1 1、1 2、1 3　（C）六行：1 1、1 2、2 1、2 2、3 1、3 2　（D）一行：1 1

第 7 题（出处：第 7 篇推导式）

print({x * x for x in range(1, 4)})

输出是？（A）{1, 4, 9}　（B）[1, 4, 9]　（C）{1, 4, 9, 16}　（D）报错

第 8 题（出处：第 8 篇实战：猜数字的循环骨架）

n, c = 0, 0
while True:
    n += 2
    c += 1
    if n > 10:
        break
print(c)

输出是？（A）4　（B）5　（C）6　（D）7

第 9 题（出处：第 9 篇实战：图案打印）

for i in range(1, 4):
    print("*" * i)

输出是？（A）三行星号，个数依次 1、2、3　（B）三行星号，个数依次 3、2、1　（C）只有一行 3 个星号　（D）报错

第 10 题（出处：综合，第 7 篇生成器表达式）

print(sum(x for x in range(1, 5) if x % 2 == 0))

输出是？（A）6　（B）4　（C）10　（D）报错，生成器表达式不能参与求和

计分与回读表

每题 10 分。先按下表判断分数段：8 分以下，把错题对应的篇目重读一遍再返场；9~10 分，直接挑战后面的编程题。分数只说明哪些点没建起来，「回读」才是补齐动作——错题对应篇目一览：

题号	考点	回读篇目
1	`elif` 链从上到下首个命中即结束	第 1 篇「分支的执行流程」小节
2	`match` 的或模式、守卫（guard）与 `_` 兜底	第 2 篇「结构化模式」小节
3	`continue` 跳过本轮剩余语句	第 3 篇 + 第 5 篇「continue」小节
4	`range` 三参数：含头不含尾、步长	第 4 篇「range 的三种形态」
5	`for-else`：未 break 结束时执行 else	第 5 篇「else 子句」小节
6	`break` 只终止最近一层循环	第 6 篇「嵌套与作用域」
7	集合推导式与序列推导式的区别	第 7 篇「字典与集合推导式」
8	`while True` 必须配合显式 `break`	第 8 篇「猜数字的循环骨架」
9	字符串乘法与行号驱动输出	第 9 篇「直角三角形」小节
10	生成器表达式按需产出、`sum` 逐个累加	第 7 篇「生成器表达式」小节

解析：每题为什么

第 1 题：C。 elif 链从上到下检查，命中第一个为真的分支后整条链结束，后面不再看。n = 75 先命中 n >= 60 的 "C" 分支，位于其后的 n >= 70 分支永远轮不到——这正是第 1 篇强调的「先宽后窄陷阱」：区间倒序（90 以上 → 60 以上 → 70 以上）会让中间档位永久不可达。若把条件改为 70 <= n < 90 这类窄区间并用倒序排列，三个分支才各得其所。

第 2 题：B。 match 自上而下尝试各 case：先试或模式（OR pattern）1 | 2，9 不匹配；再试带守卫（guard）的 case _ if x > 5——守卫是附加在模式上的布尔条件，_ 匹配任何值但守卫 9 > 5 为真才进入，于是 r = "大"；case _ 兜底分支根本没机会执行。容易错在把守护条件当成 case 前的 if，或忘了「守卫为假时继续往下试」的规则。

第 3 题：A。 循环把 1 到 10 逐个加进 total，i % 3 == 0 时 continue 跳过本轮剩余的 total += i，因此 3、6、9 三个数被剔除：1 到 10 的总和 55 减去 18（3+6+9）得 37。continue 在 while 里的语义与 for 一致：跳过本轮剩余语句，直接回到条件判断（for 则是取下一个元素）。

第 4 题：A。 range(2, 11, 3) 从 2 开始、每次加 3、不含 11：2、5、8。range 的「含头不含尾」与负步长（range(10, 3, -2) 得 10、8、6、4）是第 4 篇的两个核心边界，步长与停止临界点差一即错。list() 只是把 range 对象显形，不是考点本身。

第 5 题：B。 for-else 的 else 在循环没有被 break 打断、正常耗尽时执行。7 在 2 到 6 之间没有因子，内层循环完整走完，else 输出 "质数"。这是第 5 篇「循环后收尾」的经典应用：把「是否找到」的布尔旗标省掉，语义直接写在结构里。若 n 换成 9，找到因子 d = 3 后 break，else 不执行。

第 6 题：A。 内层循环在 j == 2 时 break，break 只终止最近一层循环，外层不受影响继续推进 i。于是每一行 i 都只打印 j = 1 一项，共三行。对 C 语言的 break 经验尤其要警惕：Python 没有「标注跳出哪一层」的语法，逃出多层嵌套只能靠旗标变量或结构重排，这正是第 6 篇嵌套主题的易错核心。

第 7 题：A。 {x * x for x in range(1, 4)} 是集合推导式（set comprehension），产出集合 {1, 4, 9}。集合无序，但打印内容确定且与 [1, 4, 9] 的字面顺序一致（CPython 对小型整数集合保持插入序）；集合还会自动去重。选项 B 是列表推导式的产物，类型错误；选项 C 的 16 是 range(1, 4) 到达不到 x = 4 的幻觉项——range 含头不含尾再次作案。

第 8 题：C。 while True 没有退出条件，必须靠循环体内的 break 主动终止。每轮 n 加 2：2、4、6、8、10、12，n > 10 时 break，共 6 轮。第 8 篇猜数字把这一骨架用在「猜中才退出」上；本题提醒：while True 本身没有错，错误永远是「忘写或错写 break」——写前先问自己「哪条路径退出」。

第 9 题：A。 字符串乘法 "*" * i 产生 i 个星号，for i in range(1, 4) 让 i 依次取 1、2、3，输出三行递增星号。这是第 9 篇图案打印的最小单元：行号驱动行内容（行-列建模的退化形式）。常见错因是把 range(1, 4) 误记成 range(4) 或忘记含头不含尾——本題的 i 永远取不到 4。

第 10 题：A。 生成器表达式（generator expression）(x for x in range(1, 5) if x % 2 == 0) 按需产出 2 与 4，sum 逐个累加得 6。它与列表推导式的差别在第 7 篇讲过：推导式立刻建出整个列表，生成器表达式惰性产出、一次只给一个值，适合喂给 sum、len 这类「消费完就丢」的目标。选项 D 是典型幻觉——生成器完全可以求和，只是不能索引、不能重复遍历。

三道易错共性再强调一遍：一是差一（range 的含头不含尾、n - 1 的边界）；二是作用域（break 只跳出本层、continue 只跳过本轮）；三是类型（input 的字符串、集合与列表的分野）。这三条正是第三章全部易错点的收敛。

编程题：三道与参考解答

三道题按难度递进，全部只用前九篇的知识即可完成；参考解答同样未使用函数与异常处理，以便你对照自己的写法。

第 1 题（嵌套 + break + else）：打印 2~100 的全部质数。 用双层循环：外层遍历候选数 n，内层试探因子；找到因子立即 break，循环耗尽未 break 则 n 是质数。

for n in range(2, 101):
    for d in range(2, n):
        if n % d == 0:
            break
    else:
        print(n, end=" ")
print()

2 3 5 7 11 13 17 19 23 29 31 37 41 43 47 53 59 61 67 71 73 79 83 89 97

内层 for-else 直接表达「没找到因子」；print(n, end=" ") 让质数在同一行输出——end 参数控制 print 的行尾字符，默认是换行。可以顺手做个复杂度分析：内层最坏试探到 n/2，整体量级约 O(n²) 次取余，对 100 以内的规模完全够用；后续课程会学到更快的筛法。

第 2 题（while True + break + 输入守卫）：循环录入整数求和。 反复读取整数并累加，输入 -1 结束；非数字输入给出提示、不计入统计；结束后报告有效个数与总和。

total = 0
count = 0
while True:
    s = input("输入整数（-1 结束）：").strip()
    if s == "-1":
        break
    if not s.isdigit():
        print("无效输入，请重新输入")
        continue
    total += int(s)
    count += 1
print(f"共 {count} 个有效数，总和 {total}")

输入整数（-1 结束）：5
输入整数（-1 结束）：0
输入整数（-1 结束）：12
输入整数（-1 结束）：abc
无效输入，请重新输入
输入整数（-1 结束）：-1
共 3 个有效数，总和 17

一个真实的坑："-1" 含负号，"-1".isdigit() 是 False，所以退出条件必须先于 isdigit 判断，否则永远退不出去。isdigit 是第 9 篇引入的字符串方法，这里是它的第二个实战场景；异常处理（如 try/except ValueError）要到第七章才正式登场，届时两种守卫方式的取舍会有完整讨论。

第 3 题（行-列建模）：输出 n 行数字金字塔。 第 i 行先打印 n - i 个空格，再打印数字 i 重复 i 次（1、22、333……），完全复用第 9 篇的公式三步法。

n = 5
for i in range(1, n + 1):
    print(" " * (n - i) + str(i) * i)

边界自检：i = 1 时 4 个空格加一个 "1"；i = 5 时 0 空格加五个 "5"，底边打满。str(i) * i 的奥妙在于：字符串乘法要求整数乘数，这里恰好用行号当乘数，字符与数字顺手统一了。

综合编程任务：成绩统计系统

把本章所有技能装进一个程序。需求：① 反复录入成绩（0~~100 的整数），输入 q 结束；② 等级划分 A（90~~100）、B（80~~89）、C（70~~79）、D（60~69）、F（<60）；③ 非数字、超范围输入要拦截并提示，不能崩溃；④ 结束后输出记录数、平均分（保留 1 位小数）、最高分、最低分与各等级人数；⑤ 一条记录都没有时给出单独提示。参考实现（Python 3.12 实测）：

print("===== 成绩统计 =====")
print("逐个录入成绩（0~100），输入 q 结束")
total = 0
count = 0
highest = -1
lowest = 101
n_a = n_b = n_c = n_d = n_f = 0
while True:
    s = input("成绩：").strip()
    if s == "q":
        break
    if not s.isdigit():
        print("无效输入，请输入 0~100 的整数或 q")
        continue
    score = int(s)
    if score > 100:
        print("成绩不能超过 100")
        continue
    total += score
    count += 1
    if score > highest:
        highest = score
    if score < lowest:
        lowest = score
    if score >= 90:
        n_a += 1
    elif score >= 80:
        n_b += 1
    elif score >= 70:
        n_c += 1
    elif score >= 60:
        n_d += 1
    else:
        n_f += 1
if count:
    print(f"共 {count} 条记录，平均分 {total / count:.1f}")
    print(f"最高 {highest}，最低 {lowest}")
    print(f"A（90-100）：{n_a}  B（80-89）：{n_b}")
    print(f"C（70-79）：{n_c}  D（60-69）：{n_d}  F（<60）：{n_f}")
else:
    print("没有录入任何成绩")

一次完整会话（真实运行）：

===== 成绩统计 =====
逐个录入成绩（0~100），输入 q 结束
成绩：85
成绩：92
成绩：57
成绩：60
成绩：101
成绩不能超过 100
成绩：abc
无效输入，请输入 0~100 的整数或 q
成绩：75
成绩：88
成绩：q
共 6 条记录，平均分 76.2
最高 92，最低 57
A（90-100）：1  B（80-89）：2
C（70-79）：1  D（60-69）：1  F（<60）：1

程序把本章知识用得滴水不漏，逐段点评：录入循环是第 8/9 篇的 while True + input + break 骨架，q 的退出判断先于 isdigit（编程题 2 的坑在这里再次出现）；两重守卫一前一后：isdigit 拦截非数字（配合 continue 跳过本轮），超范围判断拦截越界成绩，int(score) 永远只处理纯数字串，这正是第 9 篇输入管线（strip → isdigit → int）的展开版；等级链是测验第 1 题分支顺序的正向例子——A 到 F 的条件互斥且区间递减，任意成绩恰好落入一档；最高/最低分用两个初始哨兵值（-1 与 101）加比较更新实现，刻意不用 max/min 内置函数，为的是检验「比较 + 变量更新」的循环基本功——你把哨兵换成 None 的写法会在第四章学完比较后自然浮现；输出用 f-string 的 .1f 控制平均分精度，这是第二章的收尾技能；空数据分支 if count: 是真值测试（第二章布尔篇）在统计类程序的标配收尾。均值 76.2 可以用心算复核：六条成绩总和 457，除以 6 得 76.17 进位为 76.2。

学习自检清单

逐项自测：能不看任何参考资料完成就画勾；画不出勾的项，回读对应篇目再试，不要往下走。

能默写 if/elif/else 骨架，并讲清「elif 链命中即止」与三个独立 if 的差别（第 1 篇）。
能说出 match 的四个要素：case 顺序、或模式 1 | 2、守卫 if 与兜底 _，各自何时触发（第 2 篇）。
能解释 while 的条件在做真值测试：空字符串、0、空容器为什么能当退出哨兵（第 3 篇 + 第二章布尔篇）。
能写出 range 的三种形态，并立刻说出 range(10, 3, -2) 的结果（第 4 篇）。
能现场演示 break 跳出本层、continue 跳过本轮，并说清 for-else 的 else 在什么条件下执行（第 5、6 篇）。
能在白纸上先推导图案公式、再用 10 行内代码画出等腰三角形与空心矩形（第 9 篇）。
能徒手写出 [x * x for x in range(5)] 与 sum(x for x in ... if ...)，并说出两者对内存的不同态度（第 7 篇）。
能不用复制粘贴写出「while True + input + 分发 + break」的菜单骨架，并解释为什么 break 的缩进是致命的（第 9 篇）。
能处理「用户输入的不是数字」：strip → isdigit → int 的管线顺序，以及负号必须先于 isdigit 判断（第 9 篇 + 本篇编程题 2）。
能完整复现本篇综合任务：不查资料、一次运行通过全部测试输入。

小结

第三章在此闭环。十篇的路线图值得最后回望一次：if/elif/else 与 match 回答「程序往哪走」，while 与 for 回答「走多少遍」，break/continue/else 回答「怎么提前收场」，嵌套与推导式回答「结构如何组合」，FizzBuzz、猜数字、图案工坊与成绩统计则证明这些结构能拼出真实可用的程序。全章没有出现函数、类与异常处理——不是它们不重要，而是流程控制必须先独立站住：第四章将把 def 扶正，让本测验里反复出现的「重复代码」第一次拥有合法的收纳容器；第七章再用 try/except 接管「用户输入不可信」这类本测验只能靠 isdigit 硬扛的场景。拿着这份自检清单回读错题，我们第四章见。