好程式設計師 Python 教程 系列 從零開始學Python-第5講：分支結構

　　 應用場景

　　 迄今為止，我們寫的Python程式碼都是一條一條語句順序執行，這種程式碼結構通常稱之為順序結構。然而僅有順序結構並不能解決所有的問題，比如我們設計一個遊戲，遊戲第一關的通關條件是玩家獲得1000分，那麼在完成本局遊戲後，我們要根據玩家得到分數來決定究竟是進入第二關，還是告訴玩家“Game Over”，這裡就會產生兩個分支，而且這兩個分支只有一個會被執行。類似的場景還有很多，我們將這種結構稱之為“分支結構”或“選擇結構”。給大家一分鐘的時間，你應該可以想到至少5個以上這樣的例子，趕緊試一試。

if語句的使用

在Python中，要構造分支結構可以使用 if 、 elif 和 else 關鍵字。所謂 關鍵字 就是有特殊含義的單詞，像 if 和 else 就是專門用於構造分支結構的關鍵字，很顯然你不能夠使用它作為變數名。下面的例子中演示瞭如何構造一個分支結構。

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使用者身份驗證

 

Version: 0.1

Author: 駱昊

"""

username = input('請輸入使用者名稱: ')

password = input('請輸入口令: ')

# 使用者名稱是admin且密碼是123456則身份驗證成功否則身份驗證失敗

if username == 'admin' and password == '123456':

    print('身份驗證成功!')

else:

    print('身份驗證失敗!')

需要說明的是和C/C++、Java等語言不同，Python中沒有用花括號來構造程式碼塊而是 使用了縮排的方式來表示程式碼的層次結構 ，如果 if 條件成立的情況下需要執行多條語句，只要保持多條語句具有相同的縮排就可以了。換句話說 連續的程式碼如果又保持了相同的縮排那麼它們屬於同一個程式碼塊 ，相當於是一個執行的整體。 縮排 可以使用任意數量的空格，但 通常使用4個空格 ，建議大家 不要使用製表鍵 或者 設定你的程式碼編輯工具自動將製表鍵變成4個空格 。

當然如果要構造出更多的分支，可以使用 if...elif...else... 結構或者巢狀的 if...else... 結構，下面的程式碼演示瞭如何利用多分支結構實現分段函式求值。

 

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分段函式求值

 

Version: 0.1

Author: 駱昊

"""

x = float(input('x = '))

if x > 1:

    y = 3 * x - 5

elif x >= -1:

    y = x + 2

else:

    y = 5 * x + 3

print(f'f({x}) = {y}')

當然根據實際開發的需要，分支結構是可以巢狀的，例如判斷是否通關以後還要根據你獲得的寶物或者道具的數量對你的表現給出等級（比如點亮兩顆或三顆星星），那麼我們就需要在 if 的內部構造出一個新的分支結構，同理 elif 和 else 中也可以再構造新的分支，我們稱之為巢狀的分支結構，也就是說上面的程式碼也可以寫成下面的樣子。

"""

分段函式求值

 

Version: 0.1

Author: 駱昊

"""

x = float(input('x = '))

if x > 1:

    y = 3 * x - 5

else:

    if x >= -1:

        y = x + 2

    else:

        y = 5 * x + 3

print(f'f({x}) = {y}')

說明：   大家可以自己感受和評判一下這兩種寫法到底是哪一種更好。在 Python之禪 中有這麼一句話：“Flat is better than nested”，之所以提倡程式碼“扁平化”是因為巢狀結構的巢狀層次如果很多，會嚴重的影響程式碼的可讀性，所以能使用扁平化結構時就不要使用巢狀結構。

一些例子

例子1：英制單位英寸與公制單位釐米互換。

"""

英制單位英寸和公制單位釐米互換

 

Version: 0.1

Author: 駱昊

"""

value = float(input('請輸入長度: '))

unit = input('請輸入單位: ')

if unit == 'in' or unit == '英寸':

    print('%f英寸 = %f釐米' % (value, value * 2.54))

elif unit == 'cm' or unit == '釐米':

    print('%f釐米 = %f英寸' % (value, value / 2.54))

else:

    print('請輸入有效的單位')

例子2：百分制成績轉換為等級製成績。

要求 ：如果輸入的成績在90分以上（含90分）輸出A；80分-90分（不含90分）輸出B；70分-80分（不含80分）輸出C；60分-70分（不含70分）輸出D；60分以下輸出E。

"""

百分制成績轉換為等級製成績

 

Version: 0.1

Author: 駱昊

"""

score = float(input('請輸入成績: '))

if score >= 90:

    grade = 'A'

elif score >= 80:

    grade = 'B'

elif score >= 70:

    grade = 'C'

elif score >= 60:

    grade = 'D'

else:

    grade = 'E'

print('對應的等級是:', grade)

例子3：輸入三條邊長，如果能構成三角形就計算周長和麵積。

"""

判斷輸入的邊長能否構成三角形，如果能則計算出三角形的周長和麵積

 

Version: 0.1

Author: 駱昊

"""

a = float(input('a = '))

b = float(input('b = '))

c = float(input('c = '))

if a + b > c and a + c > b and b + c > a:

    peri = a + b + c

    print(f'周長: {peri})

    half = peri / 2

    area = (half * (half - a) * (half - b) * (half - c)) ** 0.5

    print(f'面積: {area}')

else:

    print('不能構成三角形')

說明：   上面透過邊長計算三角形面積的公式叫做 海倫公式 。

簡單的總結

學會了Python中的分支結構和迴圈結構，我們就可以用Python程式來解決很多實際的問題了。這一節課相信已經幫助大家記住了 if 、 elif 、 else 這幾個關鍵字以及如何使用它們來構造分支結構，下一節課我們為大家介紹迴圈結構，學完這兩次課你一定會發現，你能寫出很多很多非常有意思的程式碼。堅持努力，繼續加油！