《Python编程:从入门到实践》第5章 if语句

发布于:2023-01-18 ⋅ 阅读:(500) ⋅ 点赞:(0)

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5.1 一个简单示例

5.2 条件测试

5.2.1 检查是否相等 

 5.2.2 检查是否相等时忽略大小写

5.2.3 检查是否不相等

5.2.4 数值比较

5.2.5 检查多个条件

 a. 使用and 检查多个条件

 b. 使用or检查多个条件

 5.2.6 检查特定值是否包含在列表中

 5.2.7 检查特定值是否不包含在列表中

5.2.8 布尔表达式

5.2.9 练习

练习5-1:条件测试

练习5-2:更多条件测试

 5.3 if 语句

5.3.1 简单的if 语句

 5.3.2 if-else 语句

5.3.3 if-elif-else 结构

5.3.4 使用多个elif 代码块

5.3.5 省略else 代码块

5.3.6 测试多个条件

5.3.7 练习 

练习5-3:外星人颜色

练习5-4:外星人颜色2

练习5-5:外星人颜色3

练习5-6:人生的不同阶段

练习5-7:喜欢的水果

5.4 使用if 语句处理列表

5.4.1 检查特殊元素

5.4.2 确定列表不是空的

5.4.3 使用多个列表

5.4.4 练习

练习5-8:以特殊方式跟管理员打招呼

练习5-9:处理没有用户的情形

练习5-10:检查用户名

练习5-11:序数

5.5 设置if 语句的格式


5.1 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,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。下面的代码遍历这个列表,并以首字母大写的方式打印其中的汽车名,不过对于 'bmw' ,则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())
这个示例中的循环首先检查当前的汽车名是否是 'bmw' 。如果是,就以全大写方式打印,否则以首字母大写的方式打印:
Audi
BMW
Subaru
Toyota

5.2 条件测试

每条 if 语句的核心都是一个值为 True False 的表达式,这种表达式称为条件测试 。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。

5.2.1 检查是否相等 

>>> car = 'bmw'
>>> car == 'bmw'
True
用一个等号将 car 的值设置为 'bmw'
两个等号(== )检查 car 的值是否为 'bmw'
这个相等运算符 在两边的值相等时返回 True ,否则返回 False

 5.2.2 检查是否相等时忽略大小写

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被视为不相等
如果大小写很重要,这种行为有其优点。但如果大小写无关紧要,只想检查变量的值,可将变量的值转换为小写,再进行比较

5.2.3 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,其他很多编程语言中也是如此。
下面再使用一条if 语句来演示如何使用不等运算符。我们将把要求的比萨配料赋给一个变量,再打印一条消息,指出顾客要求的配料是否是意式小银鱼(anchovies)
requested_topping = 'mushrooms'
if requested_topping != 'anchovies':
    print("Hold the anchovies!")
代码行将 requested_topping 的值与 'anchovies' 进行比较。如果这两个值不相等,Python将返回 True ,进而执行紧跟在 if 语句后面的代码;如果相等,Python将返回 False ,因此不执行紧跟在 if 语句后面的代码。
因为 requested_topping 的值不是 'anchovies' ,所以执行函数调用print()
Hold the anchovies!

5.2.4 数值比较

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:

>>> age = 18
>>> age == 18
True

 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

5.2.5 检查多个条件

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

 a. 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 将两个条件测试合二为一。如果每个测试都通过了,整个表达式就为 True ;如果至少一个测试没有通过,整个表达式就为 False
为改善可读性,可将每个测试分别放在一对圆括号内,但并非必须这样做。

 b. 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
注意        python也存在短路求值
>>> age_0 = 22
>>> age_1 = 30
>>> age_0 < 25 or age_1 < 25
True

 5.2.6 检查特定值是否包含在列表中

要判断特定的值是否已包含在列表中,可使用关键字in 。下面来看看你可能为比萨店编写的一些代码。这些代码首先创建一个列表,其中包含用户点的比萨配料,然后检查特定的配料是否包含在该列表中。
>>> requested_toppings = ['mushrooms', 'onions', 'pineapple']
>>> 'mushrooms' in requested_toppings
True
>>> 'pepperoni' in requested_toppings
False
关键字 in Python 检查列表 requested_toppings 是否包含 'mushrooms' 'pepperoni' 。这种技术很有用,让你能够在创建一个列表后,轻松地检查其中是否包含特定的值。

 5.2.7 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 。例如,有一个列表,其中包含被禁止在论坛上发表评论的用户,可以在允许用户提交评论前检查他是否被禁言:
banned_users = ['andrew', 'carolina', 'david']
user = 'marie'

if user not in banned_users:
    print(f"{user.title()}, you can post a response if you wish.")
的代码行明白易懂:如果 user 的值未包含在列表 banned_users 中,Python将返回 True ,进而执行缩进的代码行。
用户 'marie' 未包含在列表 banned_users 中,因此她将看到一条邀请她发表评论的消息:
Marie, you can post a response if you wish.

5.2.8 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,或者用户是否可以编辑网站的特定内容:
game_active = True
can_edit = False

 在跟踪程序状态或程序中重要的条件方面,布尔值提供了一种高效的方式。

5.2.9 练习

练习5-1:条件测试

编写一系列条件测试,将每个测试以及对其结果的预测和实际结果打印出来。你编写的代码应类似于下面这样:
car = 'subaru'
print("Is car == 'subaru'? I predict True.")
print(car == 'subaru')

print("\nIs car == 'audi'? I predict False.")
print(car == 'audi')

练习5-2:更多条件测试

你并非只能创建10个测试。如果想尝试做更多比较,可再编写一些测试,并将它们加入conditional_tests.py中。对于下面列出的各种情况,至少编写两个结果分别为 True False 的测试。

 5.3 if 语句

5.3.1 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
第一行可包含任何条件测试,而在紧跟在测试后面的缩进代码块中,可执行任何操作。如果条件测试的结果为 True ,Python就会执行紧跟在 if 语句后面的代码,否则Python将忽略这些代码。
假设有一个表示某人年龄的变量,而你想知道这个人是否符合投票的年龄,可使用如下代码:
age = 19
if age >= 18:
    print("You are old enough to vote!")

 5.3.2 if-else 语句

我们经常需要在条件测试通过时执行一个操作,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。
下面的代码在一个人符合投票年龄时显示与前面相同的消息,在不符合时显示一条新消息:
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!")

5.3.3 if-elif-else 结构

我们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。
在现实世界中,很多情况下需要考虑的情形超过两个。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25美元;
18岁(含)以上收费40美元。
如果只使用一条 if 语句,该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 $25.")
else:
    print("Your admission cost is $40.")

5.3.4 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,可半价(即20美元)购买门票:
age = 12
if age < 4:
    price = 0
elif age < 18:
    price = 25
elif age < 65:
    price = 40
else:
    price = 20

print(f"Your admission cost is ${price}.")

5.3.5 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 = 25
elif age < 65:
    price = 40
elif age >= 65:
    price = 20

print(f"Your admission cost is ${price}.")

5.3.6 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 else 代码块的简单 if 语句。在可能有多个条件为 True 且需要在每个条件为 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!")
首先创建一个列表,其中包含顾客点的配料 if 语句检查顾客是否点了配料蘑菇(mushrooms)。如果点了,就打印一条确认消息。检查配料辣香肠(pepperoni)的代码也是一个简单的 if 语句,而不是 elif else 语句。因此不管前一个测试是否通过,都将进行这个测试。代码检查顾客是否要求多加芝士(extra cheese)。不管前两个测试的结果如何,都会执行这些代码。每当这个程序运行时,都会执行这三个独立的测试。
因为本例检查了每个条件,所以将在比萨中添加蘑菇并多加芝士:
Adding mushrooms.
Adding extra cheese.

Finished making your pizza!
如果像下面这样转而使用 if-elif-else 结构,代码将不能正确运行,因为有一个测试通过后,就会跳过余下的测试:
requested_toppings = ['mushrooms', 'extra cheese']
if 'mushrooms' in requested_toppings:
     print("Adding mushrooms.")
elif 'pepperoni' in requested_toppings:
     print("Adding pepperoni.")
elif 'extra cheese' in requested_toppings:
     print("Adding extra cheese.")

print("\nFinished making your pizza!")
第一个测试检查列表中是否包含 'mushrooms' 。它通过了,因此将在比萨中添加蘑菇。然而,Python将跳过 if-elif-else 结构中余下的测试,不再检查列表中是否包含 'pepperoni' 'extra cheese' 。结果是,将添加顾客点的第一种配料,但不会添加其他配料:
Adding mushrooms.

Finished making your pizza!
总之,如果只想执行一个代码块,就使用 if-elif-else 结构;
如果要执行多个代码块,就使用一系列独立的 if 语句。

5.3.7 练习 

练习5-3:外星人颜色

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,并将其赋值为 'green' 'yellow' 'red' 。
1.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,出玩家获得了5分。

2.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)。

alien_color = "green"
if alien_color == "green":
    print("you got five scores")
alien_color = "red"
if alien_color == "green":
    print("you got five scores")

练习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。
1.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分。
2.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分。
3. 编写这个程序的两个版本,在一个版本中执行 if 代码块,在另一个版本中执行 else 代码块。
alien_color = "red"
if alien_color == "green":
    print("you got five scores")
else:
    print("you got ten scores")

练习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。
1.如果外星人是绿色的,就打印一条消息,指出玩家获得了5分。
2.如果外星人是黄色的,就打印一条消息,指出玩家获得了10分。
3.如果外星人是红色的,就打印一条消息,指出玩家获得了15分。
4.编写这个程序的三个版本,分别在外星人为绿色、黄色和红色时打印一条消息。
alien_color = "red"
if alien_color == "green":
    print("you got five scores")
elif alien_color == 'yellow':
    print("you got ten scores")
else:
    print("you got fifteen scores")

练习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 的值判断一个人处于人生的哪个阶段。
1.如果年龄小于2岁,就打印一条消息,指出这个人是婴儿。
2.如果年龄为2(含)~4岁,就打印一条消息,指出这个人是幼儿。
3.如果年龄为4(含)~13岁,就打印一条消息,指出这个人是儿童。
4.如果年龄为13(含)~20岁,就打印一条消息,指出这个人是青少年。
5.如果年龄为20(含)~65岁,就打印一条消息,指出这个人是成年人。
6.如果年龄超过65岁(含),就打印一条消息,指出这个人是老年人。
age = 100
if age < 2:
    print("This is a baby")
elif 2 <= age < 4:
    print("this is a kid")
elif 4 <= age < 13:
    print("this is a child")
elif 13 <= age < 20:
    print("this is a teenager")
elif 20 <= age < 65:
    print("this is an adult")
else:
    print("this is an old man")

练习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。
1.将该列表命名为 favorite_fruits ,并在其中包含三种水果。
2.编写5条 if 语句,每条都检查某种水果是否包含在列表中。如果是,就打印一条消息,下面是一个例子。
You really like bananas!
favorite_fruits = ['banana', 'apple', 'watermellon']
if 'banana' in favorite_fruits:
    print("You really like bananas!")
if 'apple' in favorite_fruits:
    print("You really like apples!")
if 'watermellon' in favorite_fruits:
    print("You really like watermellon!")
if 'pineapple' in favorite_fruits:
    print("You really like pineapple!")
if 'hamigua' in favorite_fruits:
    print("You really like hamigua!")

5.4 使用if 语句处理列表

5.4.1 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。现在你对条件测试和 if 语句有了大致的认识,下面就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,能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(f"Adding {requested_topping}.")
print("\nFinished making your pizza!")
输出很简单,因为上述代码不过是一个简单的 for 循环:
Adding mushrooms.
Adding green peppers.
Adding extra cheese.

Finished making your pizza!
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(f"Adding {requested_topping}.")

print("\nFinished making your pizza!")
这里在比萨中添加每种配料前都进行检查。代码检查顾客是否点了青椒。如果是,就显示一条消息,指出不能点青椒的原因。 else 代码块确保其他配料都将添加到比萨中。
输出表明,已经妥善地处理了顾客点的每种配料:
Adding mushrooms.
Sorry, we are out of green peppers right now.
Adding extra cheese.

Finished making your pizza!

5.4.2 确定列表不是空的

到目前为止,我们对于处理的每个列表都做了一个简单的假设——假设它们都至少包含一个元素。因为马上就要让用户来提供存储在列表中的信息,所以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。如果列表为空,就向顾客确认是否要点原味比萨;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(f"Adding {requested_topping}.")
    print("\nFinished making your pizza!")
else:
    print("Are you sure you want a plain pizza?")
首先创建一个空列表,其中不包含任何配料 。进行简单的检查,而不是直接执行 for 循环。在 if 语句中将列表名用作条件表达式时,Python将在列表至少包含一个元素时返回 True ,并在列表为空时返回 False 。如果requested_toppings 不为空,就运行与前一个示例相同的 for 循环;否则,就
打印一条消息,询问顾客是否确实要点不加任何配料的原味比萨
在这里,这个列表为空,因此输出如下——询问顾客是否确实要点原味比萨:
Are you sure you want a plain pizza?
如果这个列表不为空,输出将显示在比萨中添加的各种配料。

5.4.3 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(f"Adding {requested_topping}.")
    else:
        print(f"Sorry, we don't have {requested_topping}.")

print("\nFinished making your pizza!")
定义了一个列表,其中包含比萨店供应的配料。请注意,如果比萨店供应的配料是固定的,也可使用一个元组来存储它们。又创建了一个列表,其中包含顾客点的配料。请注意那个不同寻常的配料—— 'french fries' 。在遍历顾客点的配料列表。在这个循环中,对于顾客点的每种配料,都检查它是否包含在供应的配料列表中 。如果答案是肯定的,就将其加入比萨中,否则将运行 else 代码
:打印一条消息,告诉顾客不供应这种配料。
这些代码的输出整洁而翔实:
Adding mushrooms.
Sorry, we don't have french fries.
Adding extra cheese.

Finished making your pizza!
通过为数不多的几行代码,我们高效地处理了一种真实的情形!

5.4.4 练习

练习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。
1.如果用户名为 'admin' ,就打印一条特殊的问候消息,如下所示。
Hello admin, would you like to see a status report?
2.否则,打印一条普通的问候消息,如下所示。
Hello Jaden, thank you for logging in again.
adms = ['admin', 'zong', 'li', 'wang', 'chen']
for adm in adms:
    if adm == 'admin':
        print("Hello admin, would you like to see a status report?")
    else:
        print(f"Hello {adm}, thank you for logging in again.")

练习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。
1.如果为空,就打印如下消息。
We need to find some users!
2.删除列表中的所有用户名,确定将打印正确的消息。
adms = ['admin', 'zong', 'li', 'wang', 'chen']
if adms:
    for adm in adms:
        if adm == 'admin':
            print("Hello admin, would you like to see a status report?")
        else:
            print(f"Hello {adm}, thank you for logging in again.")
else:
    print("We need to find some users!")

练习5-10:检查用户名

按下面的说明编写一个程序,模拟网站如何确保每位用户的用户名都独一无二。
1.创建一个至少包含5个用户名的列表,并将其命名为 current_users
2.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。
3.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,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。
4.确保比较时不区分大小写。换句话说,如果用户名 'John' 已被使用,应拒绝用户名 'JOHN' 。(为此,需要创建列表 current_users 的副本,其中包含当前所有用户名的小写版本。)
current_users = ['admin', 'zong', 'li', 'wang', 'chen']
current_Upusers = current_users[:]
current_Upusers = [element.upper() for element in current_Upusers]
new_users = ['li', 'wang']
for new_user in new_users:
    if new_user in current_users:
        print(f"{new_user}you need another id")
    else:
        print("you can use this id")
print(current_Upusers)

使用element.upper()将列表元素全部大写

练习5-11:序数

序数表示位置,如1st和2nd。序数大多以th结尾,只有1、2和3例外。
1.在一个列表中存储数字1~9。
2.遍历这个列表。
3.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 9th" ,但每个序数都独占一行。
numbers = list(range(1, 10))
for number in numbers:
    if number == 1:
        print("1st")
    elif number == 2:
        print("2nd")
    elif number == 3:
        print("3nd")
    else:
        print(f"{number}th")

5.5 设置if 语句的格式

本章的每个示例都展示了良好的格式设置习惯。在条件测试的格式设置方面,PEP 8提供的唯一建议是,在诸如 == >= <= 等比较运算符两边各添加一个空格。例如:
if age < 4:
要比
if age<4:
更好。
这样的空格不会影响Python对代码的解读,而只是让代码阅读起来更容易。