Python基础学习笔记梳理二：选择结构

选择结构是，在编程中遇到结果已知并且确定，但数量不唯一的情况时用到的一种编程方法。就像做选择题时，给出了几个选项，必须要从中进行选择。而得到每一种结果的条件都不同，不会产生模棱两可的情况，所以我个人认为，选择结构可以理解为单项选择题。也有称选择结构为条件判断，但个人觉得选择和循环两种结构都需要判断的条件，容易将条件判断与判断条件混淆，所以更倾向于选择结构这种说法。

Created with Raphaël 2.2.0 if 判断条件1 执行语句体1 代码结束 判断条件2 执行语句体2 判断条件3 执行语句体3 yes no yes no yes no

在Python的基础学习中，选择结构由if语句来实现。
if语句的三种语法：if……；if…else…；if…elif…elif…else…
（1）if……（如果…就…）
格式：

if 判断条件:
    执行语句体

（2）if…else…（如果…就…，否则…就…）
格式：

if 判断条件1:
    执行语句体1
elif 判断条件2:
    执行语句体2
else 判断条件3:
    执行语句体3        

（3）if…elif…else…（如果…就…，要么…就…，否则…就…）
格式：

if 判断条件1:
    执行语句体1
elif 判断条件2:
    执行语句体2
else 判断条件3:
    执行语句体3   

注意事项：
1、判断条件后的冒号不可省略，并且必须为英文半角格式。
2、执行语句前一定有4个英文状态下的空格缩进，这个缩进是基于if的起始位置开始计算的。只要满足这个缩进格式，就会默认为这个语句体内待执行的代码。
3、判断条件的内容：可以是数学运算的式子，也可以是布尔值，还可以是逻辑运算式。
4、执行语句体的内容：我习惯把执行语句理解为一个容器，就是不一定是一个语句，可能是多个语句，可能是函数，可能是其他的结构，如另外一个选择结构、循环结构等等。当语句体的内容为选择结构或循环结构时，称之为嵌套结构，嵌套结构在满足上一层条件后，进入下一层条件的判断。
5、else可以省略，即（3）中的格式可以写为if…elif…。elif是作为多分支选择结构中的一个分支，可以根据分支数量多次出现，每出现一次即代表一个分支。

我在编写选择结构的代码时，编写的思路是：先思考并列写产生的结果，再依据每一个结果推断得到结果的判断条件，然后比较各个判断条件，排除产生多个结果的情况，最终落实代码。

例1：不含嵌套的选择结构
代码功能：判断输入的整数能否被3整除，能够被3整除，打印“可以被3整除”，不能被3整除，打印“不可以被3整除”。
思路：
1、数值是用户输入的，需要用到input()函数，并且需要一个变量存放。由于input()函数获取的任何内容均保存为字符串类型，所以还需要加上int()函数，将输入的数值转换为整数才可以进行数学运算。
2、判断数值能否被3整除，可以使用取余运算符，当余数为零时代表可以被整除，当余数不为零时代表不能被整除。则if后使用的判断条件就是余数是否为零。
3、结果已知，并且有2个，则选择结构有两个分支，可以使用if…else…语句。
4、每一个结果产生后，要执行的功能是打印，需要用到print()函数。
落实到代码实现：
思路1： num=int(input(‘请输入一个整数：’))
思路2： num%3
思路3：if num%3==0: else:
思路4：print(‘可以被3整除’)，print(‘不可以被3整除’)
在编译环境中编写代码如图：

运行结果图：
可以被3整除的情况：

不可以被3整除的情况：

例2：选择结构与选择结构嵌套：
代码功能：设计交互式菜单，一级功能有：查询、新建、搜索、退出；二级功能有：查询功能下选择查询关键字：名称、作者。（考虑到目的在讲解选择结构与选择结构的嵌套，着重体现代码结构，其他一级菜单的二级功能不予列出，相关功能部分代码用pass语句或打印功能名称语句代替）
思路：
1、要求设计交互式菜单，需要用到input()函数，在判断条件时要注意输入数据的类型问题。
2、菜单是选择结构，根据题设已知有四种分支，那么需要用到if…elif…elif…else…结构。
3、每一个一级功能下有可能出现再次选择的情况，需要在2中的选择结构中嵌套选择结构。如查询功能下需要嵌套一个二分支选择结构。
4、关于一级功能的判断条件：可以编写代码，让用户直接输入每个菜单功能的代号，判断代号来进入不同功能。则代号的存放需要一个变量，命名为choice。假设1代表查询，2代表新建，3代表搜索，4代表退出。则判断条件分别为：choice == 1，choice == 2，choice == 3，choice == 4。每个分支的判断条件都是互斥的，不会产生混淆情况，可以使用。
5、关于二级功能的判断条件：题设要求查询功能下选择关键字，则可以利用input()函数获取用户输入的关键字，同样需要存储变量，假定为keyword。判断条件分别为：keyword == '名称'，keyword == '作者'。每个分支的判断条件均互斥，不会产生混淆情况，且不会与一级功能中的判断条件产生混淆，可以使用。

在编译环境中写出代码如下图：

代码运行结果图如下：

例3：循环结构与选择结构的嵌套：
代码功能：根据用户输入的歌手，打印出字典里已录入的该歌手的所有歌名，若歌手不存在，则提示不存在，若输入退出，则退出程序。
已知字典：musics={‘大城小爱’:‘王力宏’，‘龙的传人’:‘王力宏’，‘七里香’:‘周杰伦’，‘晴天’:‘周杰伦’，‘青花瓷’:‘周杰伦’，‘告白气球’:‘周杰伦’，‘红玫瑰’:‘陈奕迅’，‘孤独患者’:‘陈奕迅’，‘淘汰’:‘陈奕迅’}
思路：（着重讲解嵌套部分的思路，原则是由大到小，一层一层进行拆分。）
1、根据用户输入，需要用到input()函数，所输入内容需要有变量存储，假定变量名为singer。
2、要判断用户输入与字典里的标签是否相同，则要用到选择结构，分为三个分支：相同则执行打印功能print()函数，不存在需要进行提示重新输入input()函数，输入退出则能够退出程序。考虑if…elif…elif…语句。
3、我们已知判断的内容是字典的值，可以先将值提出存放在单独的列表变量中，假定列表名为singers。此部分提取作为判断的条件，放在用户输入之前进行执行即可。
4、用户在输入后，需要遍历列表singers，才能知道进入哪一个分支，如输入歌手为列表中的某一元素，则进行遍历字典，提取键，进行打印；如输入歌手不存在，则提示不存在；如输入退出则结束程序。故整个程序的最外层结构应该是分三种结果的选择结构。打印功能这个分支最为复杂，该分支中用到循环结构进行遍历字典，循环结构下仍需要再次判断输入歌手名与字典中的值是否相同，故此分支的结构是，在循环结构中嵌套选择结构。
4、结构考虑完毕后，思考每一个部分的代码实现部分。首先，提取字典值存放在新列表变量singers中，可以在代码开头部分定义一个空列表singers，然后用遍历提取值后，通过append()函数增加到列表中。要注意的是，当for遍历的对象是字典时，for关键字后的变量，提取的是键名而非值。此部分代码如下：

singers = []
for i in musics():
    singers.append(musics[i]) #此处变量i内存储的内容为歌名，即字典的键。

5、其次，考虑每一分支所实现的功能。第一个分支来进行打印歌名的功能。执行打印功能时，需要先遍历字典，判断歌名是否为输入歌手所唱，即提取每一个字典的值来判断，相同则打印。此处又一次出现选择，但只需要其中一种结果执行，不满足判断条件继续进行遍历即可。因此 选择结构要嵌套在遍历字典结构之下，即for遍历中有if语句存在。但要注意的是，当for遍历的对象是字典时，for关键字后的变量，提取的是键名而非值。假定使用music作为for遍历字典的关键字，则遍历时应写为：for music in musics:。此部分代码如下：

for music in musics:
    if singer ==musics[music]:
        print(music)

6、再次，思考选择条件的唯一性。当所输入的歌手名不存在于singers列表中时，提示不存在，而输入退出后，singer变量所存储的内容一定不存在singers列表，因此两个分支的判断条件出现混淆。考虑到代码是由上至下顺序执行，那么先被满足的条件就会被执行，后满足的条件就会被跳过，退出是输入歌手名不存在于singers列表的唯一一种特殊情况，那么我们可以将输入内容为退出这个判断条件放在前面，当用户所输入的内容不存在singers列表中，也非退出时，提示输入歌手名不存在。也可以通过两个条件进行判断输入歌手名不存在。代码段分别如下：
两个条件判断不存在的代码：

elif singer != '退出' and singer not in singers :

单一条件判断不存在的代码：

elif singer == '退出':
    print('欢迎下次使用！')
elif singer not in singers :
    print('曲库中尚未录入要查询的歌手。')

在编译环境中写出代码如下图：

代码运行结果图如下：

Ps：个人对嵌套结构的一点小想法。
如果是读代码对代码进行理解，那就像剥圆白菜，从外层一层一层剥进去，理清层级，分析逻辑就好了。
如果是编程的时候，那就始终围绕着功能去展开，一层一层去使用。就像画一棵树，先把树干画出来，再去加树枝，最后才在树枝上画上叶子。