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專(zhuān)題三 程序的三種結(jié)構(gòu)
考綱要求
（1）掌握分支語(yǔ)句、循環(huán)語(yǔ)句的使用方法；
（2）了解常用算法的實(shí)現(xiàn)：累加、累乘、求平均、求最大/最小值等。
一．順序結(jié)構(gòu)
按程序的執(zhí)行順序來(lái)劃分，程序分為以下三種基本結(jié)構(gòu)，它們的流程圖如圖6-3-1所示。由這三種基本結(jié)構(gòu)可以組成各種更加復(fù)雜的程序。
圖6-3-1 程序基本結(jié)構(gòu)
順序結(jié)構(gòu)
分支結(jié)構(gòu)
條件
真
假
假
循環(huán)結(jié)構(gòu)
條件
真
順序結(jié)構(gòu)描述的程序是從第一條語(yǔ)句開(kāi)始按自上往下順序執(zhí)行，直到最后一條語(yǔ)句結(jié)束。順序結(jié)構(gòu)是最基本的結(jié)構(gòu)，其它兩種結(jié)構(gòu)也要用到順序結(jié)構(gòu)。
一．順序結(jié)構(gòu)
例1：輸入語(yǔ)文、數(shù)學(xué)兩科成績(jī)，輸出總分和平均分。a=float(input("請(qǐng)輸入語(yǔ)文:"))b=float(input ("請(qǐng)輸入數(shù)學(xué):"))s=a+bv=s/2print("總分是:",s, "平均分是:", v) 例2：輸入一個(gè)三位數(shù)，輸出各位數(shù)碼的和，如輸入234，輸出9。算法分析：①鍵盤(pán)上輸入一個(gè)三位數(shù)n，變成數(shù)值；②取出百位上的數(shù)字存入變量a,a=n//100；③取出十位上的數(shù)字存入變量b,b=n//10%10或b=n%100//10； ④取出個(gè)位上的數(shù)字存入變量c,c=n%10；⑤對(duì)個(gè)、十、百位上的數(shù)字求和,s=a+b+c；⑥輸出和s。程序代碼如下：n=int(input("請(qǐng)輸入一個(gè)三位數(shù):"))a=n//100 #取百位上數(shù)字b=n//10%10 #取十位上數(shù)字c=n%10 #取個(gè)位上數(shù)字s=a+b+cprint("個(gè)十百位數(shù)碼的和是:",s)
一．順序結(jié)構(gòu)
【實(shí)踐體驗(yàn)】根據(jù)以下題目要求設(shè)計(jì)程序。
（1）有一根長(zhǎng)度為c厘米的繩子，用它圍成一個(gè)邊長(zhǎng)為整數(shù)的最大等邊三角形，輸入c的值輸出三角形的邊長(zhǎng)（厘米）。
（2）輸入一個(gè)秒數(shù)，把它轉(zhuǎn)化成“×小時(shí)×分鐘×秒”的形式輸出，如輸入3723，輸出1小時(shí)2分鐘3秒。
（3）輸出兩個(gè)整數(shù)，計(jì)算它們的平方和及平方差并輸出結(jié)果。
（4）通過(guò)鍵盤(pán)輸入變量a，b的值，交換它們的值并輸出結(jié)果。
（5）輸入某物體勻速運(yùn)動(dòng)的速度v和運(yùn)動(dòng)時(shí)間t，計(jì)算并輸出運(yùn)動(dòng)的路程s，s=v×t。
二．分支結(jié)構(gòu)
現(xiàn)實(shí)生活或工作中的問(wèn)題復(fù)雜多樣，并不是所有問(wèn)題都可以用編寫(xiě)順序執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序語(yǔ)句來(lái)解決。經(jīng)常需要對(duì)某些條件進(jìn)行判斷和選擇。例如，根據(jù)學(xué)生的分?jǐn)?shù)判斷成績(jī)是否合格。在程序設(shè)計(jì)中，要實(shí)現(xiàn)判斷和選擇需要使用分支語(yǔ)句，同時(shí)還需要使用關(guān)系運(yùn)算符和邏輯運(yùn)算符。分支語(yǔ)句也叫選擇語(yǔ)句，分支語(yǔ)句會(huì)根據(jù)對(duì)條件判斷的結(jié)果來(lái)執(zhí)行不同的語(yǔ)句塊。1．單分支if語(yǔ)句。其語(yǔ)法形式如下： if <條件>： 語(yǔ)句塊 使用說(shuō)明：語(yǔ)句塊中包含的語(yǔ)句必須縮進(jìn)，縮進(jìn)一般使用4個(gè)空格，縮進(jìn)是Python程序結(jié)構(gòu)的標(biāo)志。條件可以是一個(gè)布爾型常量或變量，也可以是關(guān)系表達(dá)式或邏輯表達(dá)式。如果條件的值為T(mén)rue，則執(zhí)行語(yǔ)句塊里的語(yǔ)句序列；如果條件的值為False，則語(yǔ)句塊里的語(yǔ)句會(huì)被跳過(guò)，繼續(xù)執(zhí)行if后面的語(yǔ)句。這種形式的if語(yǔ)句相當(dāng)于漢語(yǔ)里的“如果……就……”，其流程圖如圖6-3-2所示。
圖6-3-2 單分支結(jié)構(gòu)
例如：輸入一個(gè)整數(shù)，判斷是否為偶數(shù)，若是輸出“是偶數(shù)”，代碼如下： a=int(input("請(qǐng)輸入一個(gè)數(shù):")) if a%2==0： print("是偶數(shù)")【補(bǔ)充說(shuō)明】使用if語(yǔ)句時(shí)，如果只有一條語(yǔ)句，語(yǔ)句可以直接寫(xiě)到冒號(hào)的右側(cè)，上面例子中的if語(yǔ)句可以寫(xiě)成如下格式：if a%2==0：print("是偶數(shù)")2．雙分支if語(yǔ)句。其語(yǔ)法形式如下： if <條件>： 語(yǔ)句塊1 else： 語(yǔ)句塊2
使用說(shuō)明：如果條件是True，則執(zhí)行if后面的語(yǔ)句塊1，執(zhí)行完語(yǔ)句塊1后退出if語(yǔ)句；否則執(zhí)行else后面的語(yǔ)句塊2。這種形式的if語(yǔ)句相當(dāng)于漢語(yǔ)里的“如果……否則……”，其流程圖如圖6-3-3所示。
圖6-3-3 雙分支結(jié)構(gòu)
二．分支結(jié)構(gòu)
二．分支結(jié)構(gòu)
例1：輸入一個(gè)數(shù)輸出它的絕對(duì)值。x=float(input("請(qǐng)輸入一個(gè)數(shù):"))if x>=0: y=xelse: y=-xprint("絕對(duì)值是:",y)【使用技巧】if…else…語(yǔ)句可以使用條件表達(dá)式進(jìn)行簡(jiǎn)化，如上例中求絕對(duì)值的代碼可簡(jiǎn)寫(xiě)成：y=x if a>=0 else -x例2：輸入兩個(gè)數(shù)，輸出較大的一個(gè)數(shù)。a=float(input("輸入第一個(gè)數(shù):"))b=float(input("輸入第二個(gè)數(shù):"))if a>b: max=aelse: max=bprint("較大的數(shù)是:",max)
二．分支結(jié)構(gòu)
【實(shí)踐體驗(yàn)】根據(jù)以下題目要求設(shè)計(jì)程序。
（1）輸入一個(gè)數(shù)判斷奇偶并輸出“是偶數(shù)”或“是奇數(shù)”。
（2）輸入一個(gè)年份，判斷是閏年還是平年，若是閏年就輸出“是閏年”，否則輸出是“平年”。閏年的條件是：年份能被4整除，但不能被100整除或者年份能被400整除。
（3）輸入兩個(gè)數(shù)a，b，若a>b輸出a-b的值，否則輸出b-a的值。
（4）輸入兩個(gè)數(shù)m，n，按從小到大的順序輸出這兩個(gè)數(shù)。
（5）輸入語(yǔ)文的成績(jī)a，若a不小于60分，輸出“合格”，否則輸出“不合格”。
二．分支結(jié)構(gòu)
3．多重分支if語(yǔ)句。if <條件 1>： 語(yǔ)句塊1elif <條件 2>： 語(yǔ)句塊2……else： 語(yǔ)句塊n
使用說(shuō)明：若條件1是True，則執(zhí)行語(yǔ)句塊1，執(zhí)行完后退出if-elif-else結(jié)構(gòu)；否則，若條件2為T(mén)rue，則執(zhí)行語(yǔ)句塊2，執(zhí)行完后退出if-elif-else結(jié)構(gòu)；條件1和條件2均為假，再判斷條件3，依此類(lèi)推；只有在所有條件都為假的情況下，才會(huì)執(zhí)行else下的語(yǔ)句塊。elif結(jié)構(gòu)的多個(gè)分支只會(huì)執(zhí)行一個(gè)語(yǔ)句組，其它分支的語(yǔ)句組都不會(huì)被執(zhí)行。其流程圖如圖6-3-4所示。
圖6-3-4 多分支結(jié)構(gòu)
二．分支結(jié)構(gòu)
例1：輸入一個(gè)數(shù)，判斷并輸出“正數(shù)”“零”“負(fù)數(shù)”。a=float(input("請(qǐng)輸入一個(gè)數(shù):"))if a>0: b="正數(shù)"elif a==0: b="零"else: b="負(fù)數(shù)"print(b)例2：輸入成績(jī)（cj），判斷并輸出“優(yōu)”“良”“及格”“不及格”。優(yōu)的條件是：cj≥90；良的條件是：80≤cj＜90；及格的條件是：60≤cj＜80；不及格的條件是：cj＜60。cj=float(input("請(qǐng)輸入成績(jī):"))if cj>=90: print("優(yōu)")elif cj>=80: print("良")elif cj>=60: print("及格")else: print("不及格")【實(shí)踐體驗(yàn)】某加油站做促銷(xiāo)活動(dòng)，加油滿(mǎn)500元享受85折，滿(mǎn)200元享受95折，200以?xún)?nèi)不享受優(yōu)惠，編程實(shí)現(xiàn)：輸入加油量（升）和單價(jià)，輸出應(yīng)付款。
三．循環(huán)結(jié)構(gòu)
我們將計(jì)算機(jī)程序中某些代碼的重復(fù)執(zhí)行稱(chēng)為循環(huán)，循環(huán)結(jié)構(gòu)會(huì)根據(jù)給定的條件反復(fù)執(zhí)行某些代碼，它可以減少代碼書(shū)寫(xiě)的工作量，使程序變得簡(jiǎn)潔。Python中的循環(huán)分為兩種：一種是重復(fù)一定次數(shù)的計(jì)數(shù)循環(huán)；另一種是重復(fù)到某種情況結(jié)束的條件循環(huán)。1．計(jì)數(shù)循環(huán)Python中使用for語(yǔ)句來(lái)創(chuàng)建計(jì)數(shù)循環(huán)，for 語(yǔ)句的基本格式如下。for 循環(huán)變量 in 序列: 語(yǔ)句塊 下面先來(lái)看一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，該例子通過(guò)for語(yǔ)句輸出序列中的每個(gè)元素。 for i in ["My","Heigt","is",160, "cm"]: print(i,end=" ") 運(yùn)行結(jié)果是： My Heigt is 160 cm 通常我們將一組重復(fù)執(zhí)行的語(yǔ)句稱(chēng)為循環(huán)體。Python對(duì)循環(huán)體約定的格式是：循環(huán)體必須相對(duì)關(guān)鍵詞for有縮進(jìn)。本例中循環(huán)體只有一條語(yǔ)句，即print(i)。循環(huán)執(zhí)行時(shí)，依次將列表中的元素賦給i(稱(chēng)為取項(xiàng))，并且執(zhí)行循環(huán)體（輸出i的值），直到整個(gè)序列的元素被取完，循環(huán)結(jié)束。 for語(yǔ)句中，in后面的序列可以是任何有序的序列，即列表、字符串、元組及range()函數(shù)。例如計(jì)算1+2+3+4+5的和,可以使用如表6-3-1所示的三種序列，結(jié)果都一樣。
三．循環(huán)結(jié)構(gòu)
表6-3-1 序列在for語(yǔ)句中的使用
range(初值,終值,步長(zhǎng))函數(shù)，用于生成特定區(qū)間的整數(shù)序列，從初值開(kāi)始，到小于終值的最大整數(shù)結(jié)束，一個(gè)左閉右開(kāi)的區(qū)間。初值默認(rèn)是0，步長(zhǎng)默認(rèn)是1，都可以省略，步長(zhǎng)是兩個(gè)數(shù)之間的間隔。例如range(1,6) 會(huì)生成列表 [1,2,3,4,5]；range(6)會(huì)生成列表[0,1,2,3,4,5]；range(1,10,3)會(huì)生成列表[1,4,7]。可以使用list()函數(shù)將range()表示的序列將化為一個(gè)列表。方法如下：a=list(range(4))print(a)顯示結(jié)果為：[0,1,2,3]【問(wèn)題思考】（1）列表函數(shù)range(100)包含的元素個(gè)數(shù)是多少？（2）列表函數(shù)range(2,6)包含哪些元素？（3）構(gòu)造100以?xún)?nèi)（內(nèi)含100）偶數(shù)列表。
三．循環(huán)結(jié)構(gòu)
實(shí)例1：計(jì)算并輸出s=1+2+3+…10。算法分析：本題屬于累加問(wèn)題，計(jì)算機(jī)算法的處理是逐項(xiàng)將 1，2，3，…，10累加到一個(gè)變量中，累加過(guò)程如下面操作步驟所示。1.令 s=0；2. s=s+1；3. s=s+2；……11. s=s+10。 觀察上面的算法，可以發(fā)現(xiàn)每一步的操作都是在做加法。雖然加的數(shù)據(jù)不同，但是這些數(shù)據(jù)的變化是有規(guī)律的，可以得到通項(xiàng)公式：s=s+i。因此，設(shè)計(jì)如下算法：①10以?xún)?nèi)的自然數(shù)用列表函數(shù)range(1,11)表示；②求和要使用累加器，剛開(kāi)始累加器置0，如s=0；③用for循環(huán)從列表中取數(shù)，累加到累加器中，如s=s+i，直到10個(gè)數(shù)全部取完就結(jié)束循環(huán)；④輸出和s。程序代碼如下：s=0for i in range(1,11): s=s+iprint("和是：",s)
三．循環(huán)結(jié)構(gòu)
實(shí)例2：計(jì)算s=5！（即s=1×2×3×4×5）。算法分析：本題屬于累乘問(wèn)題，和累加問(wèn)題類(lèi)似，設(shè)計(jì)算法如下：①5以?xún)?nèi)的自然數(shù)用列表函數(shù)range(1,6)表示；②累乘要設(shè)置一個(gè)累乘器變量，初值為1，如s=1②用for循環(huán)從列表中取數(shù)，累乘到累乘器中，如s=s*i，直到5個(gè)數(shù)全部取完就結(jié)束循環(huán)；④輸出累乘積s。程序代碼如下：s=1for i in range(1,6): s=s*iprint("累乘積：",s)【實(shí)踐體驗(yàn)】根據(jù)以下題目要求設(shè)計(jì)程序。（1）從鍵盤(pán)上輸入5個(gè)數(shù)，統(tǒng)計(jì)并輸出它們的和及平均值。（2）計(jì)算10以?xún)?nèi)（含10）的偶數(shù)的和。
三．循環(huán)結(jié)構(gòu)
2．條件循環(huán) 條件循環(huán)一般用于循環(huán)次數(shù)未知的情況，不過(guò)計(jì)數(shù)循環(huán)也可以用條件循環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)。條件循環(huán)是通過(guò)條件控制循環(huán)，只有當(dāng)循環(huán)條件成立時(shí)，才執(zhí)行循環(huán)體。循環(huán)結(jié)構(gòu)的三要素是：循環(huán)變量、循環(huán)體、循環(huán)終止條件。條件循環(huán)的基本語(yǔ)法格式如下：while <條件表達(dá)式>: <語(yǔ)句組>
圖6-3-5 求和流程圖
i<=100
s=0，i=1
開(kāi)始
輸出s
s=s+i，i=i+1
結(jié)束
是
否
實(shí)例1：計(jì)算100以?xún)?nèi)（含100）自然數(shù)的和。算法分析：①累加器初始值s=0，循環(huán)變量初始值i=1②判斷i<=100成立嗎？③若條件成立，則s=s+i，i=i+1，返回②④若條件不成立，輸出s，結(jié)束。其算法流程圖如圖6-3-5所示。
三．循環(huán)結(jié)構(gòu)
程序代碼如下：s=0i=1while i<=100: s=s+i i=i+1print("s=",s)
實(shí)例2：輸入一個(gè)自然數(shù)，輸出它的所有因數(shù)，如輸入18，
輸出1 2 3 6 9 18。
算法分析：
①輸入自然數(shù)n
②循環(huán)變量i=1
③判斷i<=n成立嗎？
④若條件成立，判斷n能被i整除嗎？若能則輸出i
⑤i=i+1，返回③
⑥若條件不成立，就結(jié)束。
其算法流程圖如圖6-3-6所示。
i=i+1
是
i<=n
i=1
開(kāi)始
輸入n
結(jié)束
是
i整除n？
輸出i
否
否
圖6-3-6 求因數(shù)流程圖
三．循環(huán)結(jié)構(gòu)
程序代碼如下：n=int(input("請(qǐng)輸入一個(gè)自然數(shù):"))i=1while i<=n: if n%i==0: print(i,end=" ") i=i+1 【補(bǔ)充說(shuō)明】跳轉(zhuǎn)語(yǔ)句 跳轉(zhuǎn)語(yǔ)句可以改變程序的執(zhí)行順序，如break和continue語(yǔ)句。break語(yǔ)句的作用是強(qiáng)制退出循環(huán)體，不再執(zhí)行循環(huán)內(nèi)的語(yǔ)句；而continue語(yǔ)句的作用是結(jié)束本次的循環(huán)，跳過(guò)循環(huán)體中尚未執(zhí)行的語(yǔ)句，接著進(jìn)行循環(huán)條件的判斷，以決定是否繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)體。exit語(yǔ)句用于結(jié)束整個(gè)程序的運(yùn)行。【實(shí)踐體驗(yàn)】
根據(jù)以下題目要求設(shè)計(jì)程序。1．有n名學(xué)生參加珠算比賽，根據(jù)鍵盤(pán)輸入的n名學(xué)生的成績(jī)，統(tǒng)計(jì)最高分并輸出。2．從鍵盤(pán)上輸入若干個(gè)數(shù)值，輸入0為止，分別統(tǒng)計(jì)輸入的總個(gè)數(shù)、正數(shù)的個(gè)數(shù)和負(fù)數(shù)的個(gè)數(shù)。
知識(shí)拓展（了解）
二重循環(huán)二重循環(huán)是指一個(gè)循環(huán)中嵌套另一個(gè)循環(huán)。格式：for 循環(huán)變量1 in 序列1: 語(yǔ)句塊1 for 循環(huán)變量2 in 序列2: 語(yǔ)句塊2例如，使用以下的二重循環(huán)代碼，可輸出如圖6-3-7所示的圖形。
程序代碼如下：for i in range(1,6): for j in range(1,i+1): print("*",end="") print()
圖6-3-7 效果圖形
課后練習(xí)
一、單項(xiàng)選擇題1．結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的三種基本結(jié)構(gòu)不包括（　 　）。A．順序結(jié)構(gòu) B．選擇結(jié)構(gòu) C．樹(shù)型結(jié)構(gòu) D．循環(huán)結(jié)構(gòu)2．以下不屬于選擇語(yǔ)句的是（　 　）。A．if B．else C．elif D．def3．設(shè)計(jì)判斷一元二次方程有幾個(gè)解的程序，其結(jié)構(gòu)應(yīng)用使用（　 　）。A．順序結(jié)構(gòu) B．分支結(jié)構(gòu) C．循環(huán)結(jié)構(gòu) D．混合結(jié)構(gòu)4．以下程序代碼執(zhí)行后，輸出的結(jié)果是（　 　）。 a=1;b=2 if bn C．m==n D．m>=n
課后練習(xí)
6．已知a=6，b=7，以下程序段執(zhí)行后變量c的值為（　 　）。if (a%3==0)or(b%3==0): c=a*belse: c=a+bA．6 B．7 C．13 D．427．執(zhí)行以下程序段后，輸出的結(jié)果是（ ）。a,b=1,2if b<2: a=-1else: a=0print(a)A．-1 B．0 C．1 D．28．10以?xún)?nèi)的奇數(shù)可用列表函數(shù)表示為（　 　）。A．range(10,2) B．range(1,10) C．range(1,10,2) D．range(0,11,2)
課后練習(xí)
9．語(yǔ)句“i=i+1”的意思是（　 　）。A．沒(méi)有意義B．既是賦值語(yǔ)句也是判斷語(yǔ)句 C．判斷i與i+1是否相等D．將i的原值加1再賦給i，即i自增110．下列語(yǔ)句用于計(jì)算s=1+3+…+19并輸出結(jié)果。①for i in range(1,20,2): ②print(s) ③s=0 ④s=s+i正確的語(yǔ)句順序是（ ）。A．①②③④ B．①②④③ C．③①④② D．③④②①11．下列語(yǔ)句用于在屏幕上輸出10個(gè)“★”，其中橫線處應(yīng)該填入（ ）。for i in ： print("★",end=" ")A．10 B．range(1,10) C．(1,10) D．range(10)12．執(zhí)行如下代碼，print語(yǔ)句被執(zhí)行的次數(shù)是（ ）。for j in range(10):print（j）A．1 B．8 C．9 D．10
課后練習(xí)
13．下列循環(huán)語(yǔ)句用法不正確的是（　 　）。A．for i in "1234":B．for i in [1,2,3,4]:C．for i in range(10,5):D．for i in range(5):14．下列程序運(yùn)行后的結(jié)果是（　 　）。for i in range(2,6,2): a=i+1print(a)A．4 B．5 C．6 D．715．執(zhí)行下列程序段后，輸出的結(jié)果是（　 　）。k=5while k>=0: k=k-1print(k)A．0 B．4 C．-1 D．6
課后練習(xí)
二、設(shè)計(jì)程序1．某航空公司招收空姐，身高要求是在1.75米至1.9米之間（包含1.75米和1.9米），請(qǐng)你幫忙設(shè)計(jì)篩選空姐的程序，輸入應(yīng)聘者的身高，輸出“身高符合”或“身高不符合”。2．輸入x，計(jì)算并輸出y。
3．身體質(zhì)量指數(shù)的計(jì)算公式是：BMI=體重（千克）÷身高（米）的平方，若BMI＜18.5為體重過(guò)輕，18.5≤BMI＜25為正常，25≤BMI＜28為超重，BMI≥28為肥胖。編程實(shí)現(xiàn)輸入體重與身高，輸出體質(zhì)指數(shù)及判斷結(jié)果。4．s=1×2+2×3+…+9×10，計(jì)算s并輸出結(jié)果。5．p=1×3×5×…×25，計(jì)算p并輸出結(jié)果。
課后練習(xí)答案
題號(hào) 答案 題號(hào) 答案 題號(hào) 答案 題號(hào) 答案 題號(hào) 答案
1 C 2 D 3 B 4 B 5 A
6 D 7 B 8 C 9 D 10 C
11 D 12 A 13 C 14 B 15 C
一、單項(xiàng)選擇題
二、程序設(shè)計(jì)題
課后練習(xí)答案
1.
h=float(input("請(qǐng)輸入身高（單位為米）："))
if h>=1.75 and h<=1.9:
print("身高符合")
else:
print("身高不符合")
2.
x=float(input("請(qǐng)輸入x的值："))
if x==0:
y=1
elif x>0:
y=2*x+1
else:
y=x*x-1
print("y的值是：",y)
課后練習(xí)答案
3.
a=float(input("請(qǐng)輸入身高(單位為米)："))
b=float(input("請(qǐng)輸入體重(單位為千克)："))
BMI=b*b/a
if BMI<18.5:
print("體重過(guò)輕")
elif BMI<25:
print("體重正常")
elif BMI<28:
print("體重超重")
else:
print("肥胖")
4.
s=0
for i in range(1,10):
s=i*(i+1)
print("1×2+2×3+…+9×10=",s)
課后練習(xí)答案
5.
p=1
for i in range(1,26,2):
p=p*i
print("1×3×5×…×25=",p)
或者：
p=1
i=1
while i<=25:
p=p*i
i=i+2
print("1×3×5×…×25=",p)

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