Python條件判斷語句詳解:if、else、switch都有了

if語句用於檢測某個條件是否成立。如果成立，則執行if語句內的程序；否則，跳過if語句，執行後面的內容。if語句的格式如下。

if(表達式): 
    語句1 
else: 
    語句2

if語句的執行過程如下：如果表達式的布爾值為真，則執行語句1；否則，執行語句2。其中的else子句可以省略，表達式兩側的括號也可以省略。在講解if語句之前，先介紹一下Python中的控制臺輸入函數。在C語言中，使用scanf()和getchar()捕獲用戶輸入，而Java語言的System.in包提供了控制臺輸入的方法。Python也提供了類似功能的函數——input()，用於捕獲用戶的原始輸入並將其轉為字符串。input()函數的聲明如下。

input([prompt]) -> string

參數prompt是控制臺中對於輸入的提示文字，提示用戶輸入，返回值為字符串。如果輸入的是數字，返回的還是字符串，那麼使用前需要調用int()做一下字符串和數字類型的轉換。下面這段代碼說明了字符串和數字類型的轉換。

x = input("x:")
x = int(x)
x = x + 1

如果不調用int()把字符串轉換為數字，而直接計算表達式x = x + 1，將提示如下錯誤。

TypeError: Can't convert 'int' object to str implicitly

1# 執行if語句內的程序
2a = input("a:")
3a = int(a)
4b = input("b:")
5b = int(b)
6if(a > b):
7    print (a, " > ", b)

對於第7行代碼，假設a=2、b=1，輸出結果：2>1。如果不滿足if語句內的條件，程序將跳過if語句，執行後面的內容。

1# 跳過if語句
2a = input("a:")
3a = int(a)
4b = input("b:")
5b = int(b)
6if(a > b):
7    print (a, " > ", b)
8print (a, " < ", b)

假設a=1、b=2，第6行代碼中變量a的值小於變量b的值，因此，程序跳轉執行第8行代碼。【例3-1】把上面的代碼改寫成if… else…結構。

1# if… else…語句
2a = input("a:")
3a = int(a)
4b = input("b:")
5b = int(b)
6if(a > b):
7    print (a, " > ", b)
8else:
9    print (a, " < ", b)

假設a=1、b=2，第6行代碼中變量a的值小於變量b的值。因此，程序跳轉到else子句。注意：else子句後需要加一個冒號，使Python解釋器能識別出else子句對應的代碼塊。Java程式設計師可能會不習慣這種語法，往往會忽略else子句後的冒號。在Python 2中還可用raw_input()函數接收用戶輸入，其功能與Python 3的input()相同。而Python 2中的input()接收的值不轉換為字符串類型，而是保留原始類型，它在Python 3中已經去除。if…elif…else語句是對if…else…語句的補充。當程序的條件分支很多時，可以使用這種語句。if…elif…else語句相當於C、Java中的if…elseif…else語句。該語句的格式如下。

if(表達式1): 語句1
elif(表達式2): 語句2
…
elif(表達式n): 語句n
else: 語句m

if…elif…else語句的執行過程：首先判斷表達式1的值是否為真。如果為真，則執行語句1。否則，程序流轉到elif子句，判斷表達式2的值是否為真。如果表達式2的值為真，則執行語句2。否則，程序進入下面一個elif子句，以此類推。如果所有的表達式都不成立，則程序執行else子句的代碼。其中的else子句可以省略，表達式兩側的括號也可以省略。下面【例3-2】中的這段代碼通過判斷學生的分數，確定學生成績的等級。

1# if elif else語句
2score = float( input("score:"))  # 接收用戶輸入並將其轉換為float類型，當輸入為小數時，使用int轉換會報錯
3if 90 <= score <= 100:
4    print("A")
5elif 80 <= score < 90:
6    print("B")
7elif 60 <= score < 80:
8    print("C")
9else:
10    print("D")

第2行代碼定義了一個變量score，假設輸入的值為70。這個變量表示學生的分數。接收用戶輸入並將其轉換為float類型。第3行代碼，分數大於等於90並且小於等於100，則等級評定為「A」。第5行代碼，分數大於等於80並且小於90，則等級評定為「B」。第7行代碼，分數大於等於60並且小於80，則等級評定為「C」。此時條件表達式成立，程序流轉到第8行。輸出結果為C。第9行代碼，當前面的條件表達式都不成立時，程序流轉到else子句。if語句的嵌套是指if語句中可以包含一個或多個if語句。嵌套的格式如下所示。

if(表達式1):
if(表達式2): 語句1
elif(表達式3): 語句2
…
else: 語句3
elif(表達式n):
…
else: 
…

下面【例3-3】中的這段代碼是一個嵌套的條件語句。如果x的值大於0，則y的值等於1；如果x的值等於0，則y的值等於0；如果x的值小於0，則y的值等於-1。

1x = -1
2y = 99
3if(x >= 0):
4    if(x > 0):#嵌套的if語句
5        y = 1
6    else:
7        y = 0
8else:
9    y = -1
10print ("y =", y)

第2行代碼定義了一個變量y。為了不和最終可能的輸出結果1、0、-1重複，設置y的初始值為99。第3行代碼判斷變量x的值。如果x大於等於0，則執行下面嵌套的if語句。第4行代碼，判讀x的值是否大於0。如果大於0，則執行第5行代碼；否則，執行第7行代碼。第8行代碼，如果變量x的值小於0，則執行第9行代碼。 第9行代碼，由於變量x的值為-1，因此y的值等於-1。嵌套語句可以組合出很多寫法，但是要注意把所有的分支情況都考慮到。下面的這種寫法是錯誤的。

1# 錯誤的嵌套語句
2x = -1
3y = 99
4if(x != 0):           # 如果x不等於0
5    if(x > 0):          #嵌套的if語句
6        y = 1
7else:
8    y = 0
9print ("y =", y)

第4行代碼判斷變量x的值是否等於0。如果不等於0，則執行if語句下面的代碼塊；否則執行else子句的代碼。由於x的值等於-1，程序流轉到第5行。第5行代碼判斷變量x的值是否大於0。如果大於0，則變量y的值設置為1。由於這裡沒有考慮到變量x小於0的情況，所以程序直接跳轉到第9行。第9行代碼，變量y的值並沒有被改變，程序的分支結構沒有考慮到x小於0的情況，所以最終輸出的不是期望中的結果。輸出結果為99。注意：編寫條件語句時，應該儘可能避免使用嵌套語句。嵌套語句不便於閱讀，而且可能會忽略一些可能性。switch語句用於編寫多分支結構的程序，類似於if…elif…else語句。C語言中switch語句的結構如下所示。

switch(表達式) {
    case 常量表達式1: 語句1
    case 常量表達式2: 語句2
    …
    case 常量表達式n: 語句n
    default: 語句m
}

switch語句表示的分支結構比if…elif…else語句更清晰，代碼可讀性更高，但是Python並沒有提供switch語句，而是可以通過字典實現switch語句的功能。實現方法分為兩步。首先，定義一個字典。字典是由鍵值對組成的集合。其次，調用字典的get()獲取相應的表達式。下面【例3-4】中的這段代碼通過算術運算的符號，獲取算術運算表達式。

1# 使用字典實現switch語句
2from __future__ import division# 導入division模塊
3x = 1
4y = 2
5operator = "/"
6result = {         # 定義字典
7"+" : x + y,
8"-" : x - y,
9"*" : x * y,
10"/" : x / y 
11}
12print (result.get(operator))

第5行代碼定義了操作符變量operator，該變量用於存放算術運算符。第6行代碼定義了一個字典result。該字典的key值由「+」「-」「*」「/」四則運算符組成。value值由對應的算術表達式組成。第12行代碼調用get()方法，get()的參數就是變量operator的值。由於operator的值為「/」，因此將執行除法運算。輸出結果為0.5。另一種使用switch分支語句的方案是創建一個switch類，處理程序的流轉。這種實現方法比較複雜，涉及面向對象、for循環、中斷語句、遍歷等知識，實現步驟分為4步。創建一個switch類，該類繼承自Python的祖先類object。調用構造函數__init__()初始化需要匹配的字符串，並定義兩個成員變量value和fall。value用於存放需要匹配的字符串。fall用於記錄是否匹配成功，初始值為False，表示匹配不成功。如果匹配成功，程序向後執行。定義一個match()方法，該方法用於匹配case子句。這裡需要考慮3種情況。首先是匹配成功的情況，其次是匹配失敗的默認case子句，最後是case子句中沒有使用break中斷的情況。重寫__iter__()方法，定義了該方法後才能使switch類用於循環語句中。__iter__()調用match()方法進行匹配，通過yield關鍵字，使函數可以在循環中迭代。此外，調用異常StopIteration中斷循環。Python中的循環都是通過異常StopIteration中斷的。這樣switch類就構造完成了。編寫調用代碼，在for…in…循環中使用switch類。下面【例3-5】中的這段代碼實現了switch語句的功能。

1class switch(object):# 定義switch類
2    def __init__(self, value):# 初始化需要匹配的值value
3        self.value = value
4        self.fall = False           # 如果匹配到的case語句中沒有break，則fall為True
5
6    def __iter__(self):# 定義__iter__()方法
7        yield self.match           # 調用match方法 返回一個生成器
8        raise StopIteration# 用StopIteration 異常來判斷for循環是否結束
9
10    def match(self, *args):   # 模擬case子句的方法
11        if self.fall or not args:   # 如果fall為True，則繼續執行下面的case子句
12                                 # 或case子句沒有匹配項，則流轉到默認分支
13            return True
14        elif self.value in args:    # 匹配成功
15            self.fall = True
16            return True
17        else: # 匹配失敗
18            return False
19
20operator = "+"
21x = 1
22y = 2
23for case in switch(operator):  # switch只能用於for... in...循環中
24    if case('+'):
25        print (x + y)
26        break
27    if case('-'):
28        print (x - y)
29        break
30    if case('*'):
31        print (x * y)
32        break
33    if case('/'):
34        print (x / y)
35        break
36    if case():               # 默認分支
37        print ""

第1行到第18行代碼定義了switch類，定義了__init__()、__iter__()、match()方法。第23行代碼在for…in…循環中調用switch類，變量operator作為switch類的參數傳遞給構造函數。變量operator的值等於「+」，程序流轉到第24行。第26行代碼使用break語句中斷switch分支結構，程序流轉到文件的末尾。注意：switch語句會造成代碼不易維護，使源文件臃腫。面向對象的設計中常常對switch語句進行重構，把switch語句分解為若干個類。當然，對於分支流程簡單的switch，可以使用字典來實現。使用字典更容易管理switch，而switch類回到了C、Java的老路上，而且寫法更複雜了，不值得推薦。

關於作者：黃傳祿，高級講師、管理軟體開發工程師、資料庫庫系統工程師、信息系統管理工程師。有10多年的一線教學經驗和高端培訓經驗，出版多部技術專著，獲得多個軟體著作權。

本文摘編自《零基礎學Python》（第2版），經出版方授權發布。推薦語：為了能夠使廣大讀者既能夠掌握Python語言的基礎知識，又能夠將Python語言應用於某個特定的領域（如Web開發），本書介紹了與Python相關的方方面面，每個章節都提供了詳盡的例子，結合實例講解各個知識點。涉及的程序代碼都給出了詳細的注釋，有助於讀者輕鬆領會程序開發的精髓，快速提高開發技能。