好程序員Python教程系列從零開始學(xué)Python-第5講：分支結(jié)構(gòu)

　　應(yīng)用場景

　　迄今為止，我們寫的Python代碼都是一條一條語句順序執(zhí)行，這種代碼結(jié)構(gòu)通常稱之為順序結(jié)構(gòu)。然而僅有順序結(jié)構(gòu)并不能解決所有的問題，比如我們設(shè)計一個游戲，游戲關(guān)的通關(guān)條件是玩家獲得1000分，那么在完成本局游戲后，我們要根據(jù)玩家得到分?jǐn)?shù)來決定究竟是進入第二關(guān)，還是告訴玩家“Game Over”，這里就會產(chǎn)生兩個分支，而且這兩個分支只有一個會被執(zhí)行。類似的場景還有很多，我們將這種結(jié)構(gòu)稱之為“分支結(jié)構(gòu)”或“選擇結(jié)構(gòu)”。給大家一分鐘的時間，你應(yīng)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(gòu)造分支結(jié)構(gòu)可以使用if、elif和else關(guān)鍵字。所謂關(guān)鍵字就是有特殊含義的單詞，像if和else就是專門用于構(gòu)造分支結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵字，很顯然你不能夠使用它作為變量名。下面的例子中演示了如何構(gòu)造一個分支結(jié)構(gòu)。

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用戶身份驗證

Version: 0.1

Author: 駱昊

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username = input('請輸入用戶名: ')

password = input('請輸入口令: ')

# 用戶名是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(gòu)造代碼塊而是使用了縮進的方式來表示代碼的層次結(jié)構(gòu)，如果if條件成立的情況下需要執(zhí)行多條語句，只要保持多條語句具有相同的縮進就可以了。換句話說連續(xù)的代碼如果又保持了相同的縮進那么它們屬于同一個代碼塊，相當(dāng)于是一個執(zhí)行的整體。縮進可以使用任意數(shù)量的空格，但通常使用4個空格，建議大家不要使用制表鍵或者設(shè)置你的代碼編輯工具自動將制表鍵變成4個空格。

當(dāng)然如果要構(gòu)造出多的分支，可以使用if...elif...else...結(jié)構(gòu)或者嵌套的if...else...結(jié)構(gòu)，下面的代碼演示了如何利用多分支結(jié)構(gòu)實現(xiàn)分段函數(shù)求值。

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分段函數(shù)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(dāng)然根據(jù)實際開發(fā)的需要，分支結(jié)構(gòu)是可以嵌套的，例如判斷是否通關(guān)以后還要根據(jù)你獲得的寶物或者道具的數(shù)量對你的表現(xiàn)給出等級（比如點亮兩顆或三顆星星），那么我們就需要在if的內(nèi)部構(gòu)造出一個新的分支結(jié)構(gòu)，同理elif和else中也可以再構(gòu)造新的分支，我們稱之為嵌套的分支結(jié)構(gòu)，也就是說上面的代碼也可以寫成下面的樣子。

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分段函數(shù)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好。在Python之禪中有這么一句話：“Flat is better than nested”，之所以提倡代碼“扁平化”是因為嵌套結(jié)構(gòu)的嵌套層次如果很多，會嚴(yán)重的影響代碼的可讀性，所以能使用扁平化結(jié)構(gòu)時就不要使用嵌套結(jié)構(gòu)。

一些例子

例子1：英制單位英寸與公制單位厘米互換。

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英制單位英寸和公制單位厘米互換

Version: 0.1

Author: 駱昊

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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厘米' % (value, value * 2.54))

elif unit == 'cm' or unit == '厘米':

    print('%f厘米 = %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(zhuǎn)換為等級制成績。

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。

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百分制成績轉(zhuǎn)換為等級制成績

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(yīng)的等級是:', grade)

例子3：輸入三條邊長，如果能構(gòu)成三角形就計算周長和面積。

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判斷輸入的邊長能否構(gòu)成三角形，如果能則計算出三角形的周長和面積

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(gòu)成三角形')

說明： 上面通過邊長計算三角形面積的公式叫做海倫公式。

簡單的總結(jié)

學(xué)會了Python中的分支結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)，我們就可以用Python程序來解決很多實際的問題了。這一節(jié)課相信已經(jīng)幫助大家記住了if、elif、else這幾個關(guān)鍵字以及如何使用它們來構(gòu)造分支結(jié)構(gòu)，下一節(jié)課我們?yōu)榇蠹医榻B循環(huán)結(jié)構(gòu)，學(xué)完這兩次課你一定會發(fā)現(xiàn)，你能寫出很多很多非常有意思的代碼。堅持努力，繼續(xù)加油！