本章知識點
01
input 函數
在 Python 中，你可以使用 input 函數，讓用戶輸入一個數值，並賦值給一個變量。舉例如下：
1
x = input('請輸入 x 的數值：')
2
print('x = ' + x)
請輸入 x 的數值：
↓
請輸入 x 的數值：5
x = 5
（有下劃線的 5 是由用戶輸入）
在上述案例中，程序運行第一行代碼後，會在輸出窗口列印 "請輸入 x 的數值："，暫停並等待用戶輸入。用戶輸入後（假設用戶輸入 5），程序將該數值賦值給了 x，並繼續運行第二行代碼，在輸出窗口顯示 "x = 5"。
input 函數中的字符串，就是在程序暫停等待用戶輸入時出現的提示文本。
需要注意的是，input 函數總是以字符串（string）的形式賦值給指定的變量。示範如下：
1
x = input('請輸入 x 的數值：')
2
y = x * 2
3
print('x * 2 = ' + y)
請輸入 x 的數值：
↓
請輸入 x 的數值：5
x * 2 = 55
x 是字符串（x = '5'），在乘以 2 之後變為 '55'。
如果要使用輸入值進行數學計算，則需要將其轉換為整數（integer）或浮點數（float）。示範如下：
1
x = input('請輸入 x 的數值：')
2
y = float(x) * 2
3
print('x * 2 = ' + str(y))
請輸入 x 的數值：
↓
請輸入 x 的數值：5
x * 2 = 10.0
在計算 x * 2 並賦值給 y 前，對 y 使用 float() 將其轉換為浮點數，以便正確計算 x * 2 的數值。
由於 y 是浮點數（y = 10.0），第三行的字符串 'x * 2 = ' 和 y 無法相加，需要對 y 使用 str() 將其轉換為字符串，否則會出現錯誤提示。
02
if/else 判斷語句
有時候，我們希望在執行某些代碼前可以先進行一些邏輯判斷。當滿足某些情況的時候，執行一段代碼；反之，執行另一段代碼。這時就需要用到 if/else 判斷語句。
完整的 if/else 判斷語句格式如下：
1
if 判斷條件1 :
2
執行命令1
3
elif 判斷條件2 :
4
執行命令2
5
elif 判斷條件3 :
6
執行命令3
7
else:
8
執行命令4
if 是一段判斷語句的開頭，是必要的語句。在一段判斷語句中，if 僅出現一次。在沒有 if 的情況下，不可以使用 elif 和 else。有多個分支時，從第二個起用 elif，可出現多次。
從上到下，當 if 或某一個 elif 的判斷條件成立時，執行其命令，並跳過餘下的判斷語句及其分支。
當 if 和所有 elif 的判斷條件都不成立時，執行 else 下的命令。
在一段判斷語句中，else 同樣只能出現一次。
注意，上述代碼中，第二、四、六、八行，沒有進行左對齊。這在程式語言中叫做 "縮進"。縮進的長度通常是按一次 Tab 鍵或四次空格鍵。舉例如下：
1
if x == 0:
2
print('x 等於 0') # 有縮進
3
print(x) # 無縮進
在上面這個案例中，第二行進行了一次縮進，表示它是第一行 if 語句下的分支。只有 x 等於 0（即 x == 0 為 True）時，第二行才會被執行。
而第三行沒有縮進，它不是第一行 if 語句下的分支，無論 x 是否等於 0，第三行都會被執行。
Python 代碼中也可能出現多次縮進。舉例如下：
1
if x > 0:
2
if x < 5: # 一次縮進
3
print('x 大於 0 且小於 5') # 二次縮進
4
else: # 一次縮進
5
print('x 大於 5') # 二次縮進
6
else:
7
print('x 小於等於 0') # 一次縮進
在這個案例中，第一行的 if 語句先判斷 x 是否大於 0。如果成立，則在第二行進一步判斷x是否小於 5。
在有縮進的情況下，我們可以看出，第四行的 else 是對應第二行的 if，不是第一行的 if；而第六行的 else，才是對應第一行的 if。
在 Python 中，縮進不僅是必要的編程格式，同時也極大地提高了代碼的可讀性。
現在讓我們編寫一個程序：
運行時，要求用戶輸入一個數字
若該數字大於 0，列印 '輸入的數字是正數'
若該數字小於 0，列印 '輸入的數字是負數'
否則，列印 '輸入的數字是 0'
示範如下：
1
x = input('請輸入任意數字：')
2
x = float(x) #判定前，將 x 轉為浮點數
3
if x > 0:
4
print('輸入的數字是正數')
5
elif x < 0:
6
print('輸入的數字是負數')
7
else:
8
print('輸入的數字是 0')
請輸入任意數字：
↓
請輸入任意數字：5
輸入的數字是正數
請輸入任意數字：
↓
請輸入任意數字：-5
輸入的數字是負數
請輸入任意數字：
↓
請輸入任意數字：0
輸入的數字是 0
在第二行將 x 轉換為數字時，要使用 float()，而不是 int()，否則可能出現以下情況：
1
x = input('請輸入任意數字：')
2
x = int(x)
3
if x > 0:
4
print('輸入的數字是正數')
5
elif x < 0:
6
print('輸入的數字是負數')
7
else:
8
print('輸入的數字是 0')
請輸入任意數字：
↓
請輸入任意數字：0.5
輸入的數字是 0
將數字轉換為整數時，會直接刪除小數，只保留整數部分。因此，0.5 會變成 0，進而執行第八行命令。
現在我們來看下一個案例。
1
x = 10
2
if x > 0:
4
print('x 大於 0')
5
elif x > 5:
6
print('x 大於 5')
x 大於 0
雖然 x > 0 和 x > 5 都成立，但由於 x > 0 先被判定成立，會進入其分支，並跳過剩餘的判斷語句，不會對 x >５ 進行判斷，因此 'x 大於 5' 不會被列印。
利用這個特性，有時候我們可以將代碼寫得稍微簡潔一些。請看下面這個案例。
假設我們有一個整數變量 x（數值範圍是 0 到 100），代表某一名學生的成績。科目評級規則如下：
85到100分：優
70到84分：良
60到69分：及格
0到59分：不及格
我們需要寫一段代碼，根據 x 的數值，輸出該學生的科目評級。
示範如下：
1
x = 90
2
if 85 <= x:
3
print('優')
4
elif 70 <= x:
5
print('良')
6
elif 60 <= x:
7
print('及格')
8
else:
9
print('不及格')
優
我們本應將第三行的判斷條件寫為 70 <= x < 85，才符合科目評級規則的描述。為什麼不需要呢？原因是，當程序開始對第三行的判斷條件進行檢查時，就意味著第一行的判斷結果是 False，也就排除了 85 <= x 的情況。
讓我們稍微修改一下上面的代碼。
1
x = 90
2
if 85 <= x:
3
print('優')
4
if 70 <= x:
5
print('良')
6
if 60 <= x:
7
print('及格')
8
else:
9
print('不及格')
優
良
及格
有時候編程者會不小心把 elif 寫成 if。當我們把第五行和第七行的 elif 改為 if 後，輸出窗口中便會多出 "良" 和 "及格" 的結果。而在我們的預期裡，我們應該只會看到一個評級被列印出來。
我們在前文提到過，if 是一段判斷語句的開頭。那麼在這串代碼中，第五行和第七行的 if 分別開啟了新的一段判斷語句，不受先前的判斷語句影響，會獨立執行。
插曲
秀一波操作
還是上面這個案例：
假設我們有一個整數變量 x（數值範圍是 0 到 100），代表某一名學生的成績。科目評級規則如下：
85到100分：優
70到84分：良
60到69分：及格
0到59分：不及格
剛剛我們用了 9 行代碼完成這個操作。不過，我們可以將其簡化為 4 行，而且不超綱，用的都是目前講過的知識點。
思路如下：
創建一個列表，rank_list = ['不及格', '及格', '良', '優']
我們可以用索引值從該列表中讀取評級（索引值 0 對應 '不及格'，1 對應 '及格'，以此類推）
接下來就是想辦法，讓 x 的值實現如下轉換
0 - 59 => 0
60 - 69 => 1
70 - 84 => 2
85 - 100 => 3
這樣一來，我們就可以將轉換後的數字當做索引值使用
示範如下：
1
x = 90
2
rank_index = int(x > 59) + int(x > 69) + int(x > 84)
3
rank_list = ['不及格', '及格', '良', '優']
4
print(rank_list[rank_index])
優
重點是第二行的 int(x > 59) + int(x > 69) + int(x > 84)
先不看 int()，根據 x 值的不同，各個部分的判定結果如下：
x 值
x > 59
x > 69
x > 84
0 - 59
False
False
False
60 - 69
True
False
False
70 - 84
True
True
False
85 - 100
True
True
True
我們在第一章說過，將布爾值轉為整數時，True 變為 1，False 變為 0。
那麼，套上 int() 以後，各個部分的數值如下：
x 值
int(x > 59)
int(x > 69)
int(x > 84)
0 - 59
0
0
0
60 - 69
1
0
0
70 - 84
1
1
0
85 - 100
1
1
1
把它們全加起來：
x 值
int(x > 59) + int(x > 69) + int(x > 84)
0 - 59
0
60 - 69
1
70 - 84
2
85 - 100
3
這樣一來，我們便實現了數值轉換，把 x 變成了索引值。
那最後一步就是直接對列表使用索引值，就能列印出對應的評級。
如果你非要繼續簡化，只用兩行代碼也是可以。
1
x = 90
2
print(['不及格', '及格', '良', '優'][int(x>59) + int(x>69) + int(x>84)])
優
不過這樣代碼的易讀性就有所下降。
想像一下，假如你有 100 個分支，你就需要寫 1 個 if 和 99 個 elif。在這個情況下，進行上面這樣的數據轉換，會比直接寫 if/else 判定語句更有效率。
看，是不是沒有任何超綱的東西？
將布爾值轉為整數，使用索引值讀取列表，這些都在第一章就講過。只是計算上複雜一些，但運用的命令都是最基礎的。
03
賦值時的判斷語句
直接看下面這個案例：
1
if x > 5:
2
y = 1
3
else:
4
y = 0
上面這串代碼的邏輯很好理解，就是根據 x 的值（假設 x 已被賦值），對 y 進行賦值。若 x 大於 5，則將 y 設為 1；否則，將 y 設為 0。
我們可以將這四行代碼簡化為一行：
只需一行代碼即可在不同情況下對 y 賦值。
04
謹慎使用 else
else 語句很方便，它就是排除掉所有 if 和 elif 後的情況。
不過，我個人的編程習慣是，儘量不寫 else。
舉例來說，假設我們要編寫一個程序如下：
現有一個變量 x
若 x 大於 0，列印 'x 大於 0'
若 x 小於等於 0，列印 'x 小於等於 0'
我們可以這樣寫：
1
if x > 0:
2
print('x 大於 0')
3
else:
4
print('x 小於等於 0')
我們知道，這裡的 else，就是 x 小於等於 0 的情況。
仔細想想，真的是這樣嗎？
題目裡並沒有說明，x 是一個整數或浮點數。那就有可能出現下面這種情況。
1
x = 'ABCD'
2
if x > 0:
3
print('x 大於0')
4
else:
5
print('x 小於等於0')
x 小於等於0
如果 x 是字符串，那麼 x > 0 的判定結果也是 False，會進入 else 下的分支，列印 'x 小於等於 0'。
當我們編寫的程序較為複雜時，有時候會不小心使用重複的變量名。可能在你腦海中，你認為 x 應該是個整數，但在程序中某個角落，你不小心將 x 變成了字符串。接下來，你就得花半天時間去研究，為什麼寫的 if/else 判斷語句永遠只進入 else。更糟的可能是，你的程序一直進入 else，而你卻還以為它運作正常。
實戰中，我個人會習慣這樣寫：
1
x = 'ABCD'
2
if x > 0:
3
text = 'x 大於0'
4
elif x <= 0:
5
text = 'x 小於等於0'
6
print(text)
NameError: name 'text' is not defined
若 x 不是整數或浮點數，那麼 x 就既不大於 0，也不小於等於 0，text 也就不會被賦值。在列印的時候，會出現異常提示。
總結
本章知識點
下一章，我們會講解 for 循環語句。