python编程 | 第五章 if语句

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1 一个简单示例

    下面是一个简短的示例,演示了如何使用if 语句来正确地处理特殊情形。假设你有一个汽车列表,并想将其中每辆汽车的名称打印出来。对于大多数汽车,都应以首字母大写的 方式打印其名称,但对于汽车名'bmw' ,应以全大写的方式打印。下面的代码遍历一个列表,并以首字母大写的方式打印其中的汽车名,但对于汽车名'bmw' ,以全大写的方式打印:

cars = ['audi', 'bmw', 'subaru', 'toyota']

for car in cars:

    if car == 'bmw':         

        print(car.upper())     

    else:         

        print(car.title())

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if语句

2 条件测试

    每条if 语句的核心都是一个值为True 或False 的表达式,这种表达式被称为条件测试。Python根据条件测试的值为True 还是False 来决定是否执行if 语句中的代码。如果 条件测试的值为True ,Python就执行紧跟在if 语句后面的代码;如果为False ,Python就忽略这些代码。

2.1 检查是否相等

    大多数条件测试都将一个变量的当前值同特定值进行比较。最简单的条件测试检查变量的值是否与特定值相等:

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    我们首先使用一个等号将car 的值设置为'bmw‘,这种做法你已见过很多次。接下来,使用两个等号(== )检查car 的值是否为'bmw' 。这个相等运算符在它两边的值相等时返回True ,否则返回False 。在这个示例中,两边的值相等,因此Python返回True 。 如果变量car 的值不是'bmw' ,上述测试将返回False : 

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2.2 检查是否相等时不考虑大小写

    在Python中检查是否相等时区分大小写,例如,两个大小写不同的值会被视为不相等:

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2.3 检查是否不相等

    要判断两个值是否不等,可结合使用惊叹号和等号(!= ),其中的惊叹号表示不,在很多编程语言中都如此。

requested_topping = 'mushrooms'

if requested_topping != 'anchovies':     

    print("Hold the anchovies!")

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2.4 比较数字

    检查数值非常简单,例如,下面的代码检查一个人是否是18岁:

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    你还可以检查两个数字是否不等:

answer = 17

if answer != 42:     

    print("That is not the correct answer. Please try again!")

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    条件语句中可包含各种数学比较,如小于、小于等于、大于、大于等于:

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2.5 检查多个条件

    你可能想同时检查多个条件,例如,有时候你需要在两个条件都为True 时才执行相应的操作,而有时候你只要求一个条件为True 时就执行相应的操作。在这些情况下,关键字and 和or 可助你一臂之力。 

2.5.1 使用and 检查多个条件

    要检查是否两个条件都为True ,可使用关键字and 将两个条件测试合而为一;如果每个测试都通过了,整个表达式就为True ;如果至少有一个测试没有通过,整个表达式就 为False 。

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2.5.2 使用or 检查多个条件

    关键字or 也能够让你检查多个条件,但只要至少有一个条件满足,就能通过整个测试。仅当两个测试都没有通过时,使用or 的表达式才为False。下面再次检查两个人的年龄,但检查的条件是至少有一个人的年龄不小于21岁:

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2.6 检查特定值是否包含在列表中

    有时候,执行操作前必须检查列表是否包含特定的值。要判断特定的值是否已包含在列表中,可使用关键字in 。

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2.7 检查特定值是否不包含在列表中

    还有些时候,确定特定的值未包含在列表中很重要;在这种情况下,可使用关键字not in 。

banned_users = ['andrew', 'carolina', 'david']

user = 'marie'

if user not in banned_users:     

    print(user.title() + ", you can post a response if you wish.")

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判断不包含

2.8 布尔表达式

    随着你对编程的了解越来越深入,将遇到术语布尔表达式,它不过是条件测试的别名。与条件表达式一样,布尔表达式的结果要么为True ,要么为False 。

    布尔值通常用于记录条件,如游戏是否正在运行,或用户是否可以编辑网站的特定内容:

game_active = True 

can_edit = False

3 if 语句

理解条件测试后,就可以开始编写 if 语句了。if 语句有很多种,选择使用哪种取决于要测试的条件数。

3.1 简单的 if 语句

    最简单的if 语句只有一个测试和一个操作: 

if conditional_test: 

     do something

    在if 语句中,缩进的作用与for 循环中相同。如果测试通过了,将执行if 语句后面所有缩进的代码行,否则将忽略它们。

age = 19 

if age >= 18: 

     print("You are old enough to vote!") 

     print("Have you registered to vote yet?")

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3.2 if-else 语句

    经常需要在条件测试通过了时执行一个操作,并在没有通过时执行另一个操作;在这种情况下,可使用Python提供的if-else 语句。if-else 语句块类似于简单的if 语句,但 其中的else 语句让你能够指定条件测试未通过时要执行的操作。

age = 17

if age >= 18:     

    print("You are old enough to vote!")     

    print("Have you registered to vote yet?")

else:     

    print("Sorry, you are too young to vote.")     

    print("Please register to vote as soon as you turn 18!")

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if-else

3.3  if-elif-else 结构

    经常需要检查超过两个的情形,为此可使用Python提供的if-elif-else 结构。Python只执行if-elif-else 结构中的一个代码块,它依次检查每个条件测试,直到遇到通过了的条件测试。测试通过后,Python将执行紧跟在它后面的代码,并跳过余下的测试。

    在现实世界中,很多情况下需要考虑的情形都超过两个。例如,来看一个根据年龄段收费的游乐场:

    4岁以下免费; 

    4~18岁收费5美元; 

    18岁(含)以上收费10美元。 

    如果只使用一条if 语句,如何确定门票价格呢?下面的代码确定一个人所属的年龄段,并打印一条包含门票价格的消息:

age = 12

if age < 4:     

    print("Your admission cost is $0.")

elif age < 18:     

    print("Your admission cost is $5.")

else:     

    print("Your admission cost is $10.")

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amusement_park.py

3.4 使用多个elif 代码块

    可根据需要使用任意数量的elif 代码块,例如,假设前述游乐场要给老年人打折,可再添加一个条件测试,判断顾客是否符合打折条件。下面假设对于65岁(含)以上的老 人,可以半价(即5美元)购买门票:

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3.5 省略else 代码块 

    Python并不要求if-elif 结构后面必须有else 代码块。在有些情况下,else 代码块很有用;而在其他一些情况下,使用一条elif 语句来处理特定的情形更清晰:

age = 12

if age < 4:     

price = 0 

elif age < 18:     

price = 5 

elif age < 65:     

price = 10

elif age >= 65:     

price = 5 

print("Your admission cost is $" + str(price) + ".")

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if-elif

    else 是一条包罗万象的语句,只要不满足任何if 或elif 中的条件测试,其中的代码就会执行,这可能会引入无效甚至恶意的数据。如果知道最终要测试的条件,应考虑使用 一个elif 代码块来代替else 代码块。这样,你就可以肯定,仅当满足相应的条件时,你的代码才会执行。

3.6 测试多个条件

    if-elif-else 结构功能强大,但仅适合用于只有一个条件满足的情况:遇到通过了的测试后,Python就跳过余下的测试。这种行为很好,效率很高,让你能够测试一个特定的条件。 

    然而,有时候必须检查你关心的所有条件。在这种情况下,应使用一系列不包含elif 和else 代码块的简单if 语句。在可能有多个条件为True ,且你需要在每个条件为True 时都采取相应措施时,适合使用这种方法。

    下面再来看前面的比萨店示例。如果顾客点了两种配料,就需要确保在其比萨中包含这些配料:

requested_toppings = ['mushrooms', 'extra cheese']

if 'mushrooms' in requested_toppings:     

print("Adding mushrooms.")

if 'pepperoni' in requested_toppings:     

print("Adding pepperoni.")

if 'extra cheese' in requested_toppings:     

print("Adding extra cheese.") 

print("\nFinished making your pizza!")

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toppings.py

如果像下面这样转而使用if-elif-else 结构,代码将不能正确地运行,因为有一个测试通过后,就会跳过余下的测试:

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    总之,如果你只想执行一个代码块,就使用if-elif-else 结构;如果要运行多个代码块,就使用一系列独立的if 语句。

动手试一试

5-3 外星人颜色#1 :假设在游戏中刚射杀了一个外星人,请创建一个名为alien_color 的变量,并将其设置为'green' 、'yellow' 或'red' 。 编写一条if 语句,检查外星人是否是绿色的;如果是,就打印一条消息,指出玩家获得了5个点。

编写这个程序的两个版本,在一个版本中上述测试通过了,而在另一个版本中未通过(未通过测试时没有输出)。

5-4 外星人颜色#2 :像练习5-3那样设置外星人的颜色,并编写一个if-else 结构。 如果外星人是绿色的,就打印一条消息,指出玩家因射杀该外星人获得了5个点。 如果外星人不是绿色的,就打印一条消息,指出玩家获得了10个点。 编写这个程序的两个版本,在一个版本中执行if 代码块,而在另一个版本中执行else 代码块。 

5-5 外星人颜色#3 :将练习5-4中的if-else 结构改为if-elif-else 结构。 如果外星人是绿色的,就打印一条消息,指出玩家获得了5个点。 如果外星人是黄色的,就打印一条消息,指出玩家获得了10个点。 如果外星人是红色的,就打印一条消息,指出玩家获得了15个点。

编写这个程序的三个版本,它们分别在外星人为绿色、黄色和红色时打印一条消息。

5-6 人生的不同阶段 :设置变量age 的值,再编写一个if-elif-else 结构,根据age 的值判断处于人生的哪个阶段。 如果一个人的年龄小于2岁,就打印一条消息,指出他是婴儿。 如果一个人的年龄为2(含)~4岁,就打印一条消息,指出他正蹒跚学步。 如果一个人的年龄为4(含)~13岁,就打印一条消息,指出他是儿童。 如果一个人的年龄为13(含)~20岁,就打印一条消息,指出他是青少年。 如果一个人的年龄为20(含)~65岁,就打印一条消息,指出他是成年人。 如果一个人的年龄超过65(含)岁,就打印一条消息,指出他是老年人。 

5-7 喜欢的水果:创建一个列表,其中包含你喜欢的水果,再编写一系列独立的if 语句,检查列表中是否包含特定的水果。 将该列表命名为favorite_fruits ,并在其中包含三种水果。 编写5条if 语句,每条都检查某种水果是否包含在列表中,如果包含在列表中,就打印一条消息,如“You really like bananas!”。

4 使用if 语句处理列表 

4.1 检查特殊元素

本章开头通过一个简单示例演示了如何处理特殊值'bmw' ——它需要采用不同的格式进行打印。既然你对条件测试和if 语句有了大致的认识,下面来进一步研究如何检查列表中的特殊值,并对其做合适的处理。

继续使用前面的比萨店示例。这家比萨店在制作比萨时,每添加一种配料都打印一条消息。通过创建一个列表,在其中包含顾客点的配料,并使用一个循环来指出添加到比萨中的配料,可以以极高的效率编写这样的代码:

requested_toppings = ['mushrooms', 'green peppers', 'extra cheese']

for requested_topping in requested_toppings:   

    print("Adding " + requested_topping + ".")

print("\nFinished making your pizza!")

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toppings.py

    然而,如果比萨店的青椒用完了,该如何处理呢?为妥善地处理这种情况,可在for 循环中包含一条if 语句:

requested_toppings = ['mushrooms', 'green peppers', 'extra cheese']

for requested_topping in requested_toppings:   

    if requested_topping == 'green peppers':         

        print("Sorry, we are out of green peppers right now.")   

    else:

        print("Adding " + requested_topping + ".")

print("\nFinished making your pizza!")

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toppings.py

4.2 确定列表不是空的

    到目前为止,对于处理的每个列表都做了一个简单的假设,即假设它们都至少包含一个元素。我们马上就要让用户来提供存储在列表中的信息,因此不能再假设循环运行时列表 不是空的。有鉴于此,在运行for 循环前确定列表是否为空很重要。

    下面在制作比萨前检查顾客点的配料列表是否为空。如果列表是空的,就向顾客确认他是否要点普通比萨;如果列表不为空,就像前面的示例那样制作比萨:

requested_toppings = []

if requested_toppings:     

    for requested_topping in requested_toppings:         

        print("Adding " + requested_topping + ".")     

    print("\nFinished making your pizza!")

else:     

    print("Are you sure you want a plain pizza?")

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4.3 使用多个列表

    顾客的要求往往五花八门,在比萨配料方面尤其如此。如果顾客要在比萨中添加炸薯条,该怎么办呢?可使用列表和if 语句来确定能否满足顾客的要求。

    来看看在制作比萨前如何拒绝怪异的配料要求。下面的示例定义了两个列表,其中第一个列表包含比萨店供应的配料,而第二个列表包含顾客点的配料。这次对 于requested_toppings 中的每个元素,都检查它是否是比萨店供应的配料,再决定是否在比萨中添加它:

available_toppings = ['mushrooms', 'olives', 'green peppers',

                                    'pepperoni', 'pineapple', 'extra cheese']

requested_toppings = ['mushrooms', 'french fries', 'extra cheese']

for requested_topping in requested_toppings:

    if requested_topping in available_toppings:         

        print("Adding " + requested_topping + ".")

    else:         

        print("Sorry, we don't have " + requested_topping + ".") 

print("\nFinished making your pizza!")

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动手试一试

5-8 以特殊方式跟管理员打招呼 :创建一个至少包含5个用户名的列表,且其中一个用户名为'admin' 。想象你要编写代码,在每位用户登录网站后都打印一条问 候消息。遍历用户名列表,并向每位用户打印一条问候消息。 如果用户名为'admin' ,就打印一条特殊的问候消息,如“Hello admin, would you like to see a status report?”。 否则,打印一条普通的问候消息,如“Hello Eric, thank you for logging in again”。 

5-9 处理没有用户的情形 :在为完成练习5-8编写的程序中,添加一条if 语句,检查用户名列表是否为空。 如果为空,就打印消息“We need to find some users!”。

删除列表中的所有用户名,确定将打印正确的消息。

5-10 检查用户名 :按下面的说明编写一个程序,模拟网站确保每位用户的用户名都独一无二的方式。 创建一个至少包含5个用户名的列表,并将其命名为current_users 。 再创建一个包含5个用户名的列表,将其命名为new_users ,并确保其中有一两个用户名也包含在列表current_users 中。 遍历列表new_users ,对于其中的每个用户名,都检查它是否已被使用。如果是这样,就打印一条消息,指出需要输入别的用户名;否则,打印一条消息,指 出这个用户名未被使用。 确保比较时不区分大消息;换句话说,如果用户名'John' 已被使用,应拒绝用户名'JOHN' 。 

5-11 序数 :序数表示位置,如1st和2nd。大多数序数都以th结尾,只有1、2和3例外。 在一个列表中存储数字1~9。

遍历这个列表。 在循环中使用一个if-elif-else 结构,以打印每个数字对应的序数。输出内容应为1st 、2nd 、3rd 、4th 、5th 、6th 、7th 、8th 和9th ,但每个序 数都独占一行。

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