分支結(jié)構(gòu)的應(yīng)用場(chǎng)景
迄今為止,我們寫(xiě)的Python代碼都是一條一條語(yǔ)句順序執(zhí)行,這種結(jié)構(gòu)的代碼我們稱(chēng)之為順序結(jié)構(gòu)。然而僅有順序結(jié)構(gòu)并不能解決所有的問(wèn)題,比如我們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)游戲,游戲第一關(guān)的通關(guān)條件是玩家獲得1000分,那么在完成本局游戲后我們要根據(jù)玩家得到分?jǐn)?shù)來(lái)決定究竟是進(jìn)入第二關(guān)還是告訴玩家“Game Over”,這里就會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)分支,而且這兩個(gè)分支只有一個(gè)會(huì)被執(zhí)行,這就是程序中分支結(jié)構(gòu)。類(lèi)似的場(chǎng)景還有很多,給大家一分鐘的時(shí)間,你應(yīng)該可以想到至少5個(gè)以上這樣的例子,趕緊試一試。
if語(yǔ)句的使用
在Python中,要構(gòu)造分支結(jié)構(gòu)可以使用if、elif和else關(guān)鍵字。所謂關(guān)鍵字就是有特殊含義的單詞,像if和else就是專(zhuān)門(mén)用于構(gòu)造分支結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵字,很顯然你不能夠使用它作為變量名(事實(shí)上,用作其他的標(biāo)識(shí)符也是不可以)。下面的例子中演示了如何構(gòu)造一個(gè)分支結(jié)構(gòu)。
""" 用戶(hù)身份驗(yàn)證 Version: 0.1 Author: 駱昊 """ username = input('請(qǐng)輸入用戶(hù)名: ') password = input('請(qǐng)輸入口令: ') # 如果希望輸入口令時(shí) 終端中沒(méi)有回顯 可以使用getpass模塊的getpass函數(shù) # import getpass # password = getpass.getpass('請(qǐng)輸入口令: ') if username == 'admin' and password == '123456': print('身份驗(yàn)證成功!') else: print('身份驗(yàn)證失敗!')
唯一需要說(shuō)明的是和C/C++、Java等語(yǔ)言不同,Python中沒(méi)有用花括號(hào)來(lái)構(gòu)造代碼塊而是使用了縮進(jìn)的方式來(lái)設(shè)置代碼的層次結(jié)構(gòu),如果if條件成立的情況下需要執(zhí)行多條語(yǔ)句,只要保持多條語(yǔ)句具有相同的縮進(jìn)就可以了,換句話(huà)說(shuō)連續(xù)的代碼如果又保持了相同的縮進(jìn)那么它們屬于同一個(gè)代碼塊,相當(dāng)于是一個(gè)執(zhí)行的整體。
當(dāng)然如果要構(gòu)造出更多的分支,可以使用if…elif…else…結(jié)構(gòu),例如下面的分段函數(shù)求值。
$$f(x)=\begin{cases} 3x-5&\text{(x>1)}\x+2&\text{(-1}\leq\text{x}\leq\text{1)}\5x+3&\text {(x<-1)}\end{cases}$$
""" 分段函數(shù)求值 3x - 5 (x > 1) f(x) = x + 2 (-1 <= x <= 1) 5x + 3 (x < -1) Version: 0.1 Author: 駱昊 """ x = float(input('x = ')) if x > 1: y = 3 * x - 5 elif x >= -1: y = x + 2 else: y = 5 * x + 3 print('f(%.2f) = %.2f' % (x, y))
當(dāng)然根據(jù)實(shí)際開(kāi)發(fā)的需要,分支結(jié)構(gòu)是可以嵌套的,例如判斷是否通關(guān)以后還要根據(jù)你獲得的寶物或者道具的數(shù)量對(duì)你的表現(xiàn)給出等級(jí)(比如點(diǎn)亮兩顆或三顆星星),那么我們就需要在if的內(nèi)部構(gòu)造出一個(gè)新的分支結(jié)構(gòu),同理elif和else中也可以再構(gòu)造新的分支,我們稱(chēng)之為嵌套的分支結(jié)構(gòu),也就是說(shuō)上面的代碼也可以寫(xiě)成下面的樣子。
""" 分段函數(shù)求值 3x - 5 (x > 1) f(x) = x + 2 (-1 <= x <= 1) 5x + 3 (x < -1) Version: 0.1 Author: 駱昊 """ x = float(input('x = ')) if x > 1: y = 3 * x - 5 else: if x >= -1: y = x + 2 else: y = 5 * x + 3 print('f(%.2f) = %.2f' % (x, y))
**說(shuō)明:**大家可以自己感受一下這兩種寫(xiě)法到底是哪一種更好。在之前我們提到的Python之禪中有這么一句話(huà)“Flat is better than nested.”,之所以提出這個(gè)觀(guān)點(diǎn)是因?yàn)榍短捉Y(jié)構(gòu)的嵌套層次多了之后會(huì)嚴(yán)重的影響代碼的可讀性,如果可以使用扁平化的結(jié)構(gòu)就不要去用嵌套,因此之前的寫(xiě)法是更好的做法。
練習(xí)1:英制單位與公制單位互換
""" 英制單位英寸和公制單位厘米互換 Version: 0.1 Author: 駱昊 """ value = float(input('請(qǐng)輸入長(zhǎng)度: ')) unit = input('請(qǐng)輸入單位: ') if unit == 'in' or unit == '英寸': print('%f英寸 = %f厘米' % (value, value * 2.54)) elif unit == 'cm' or unit == '厘米': print('%f厘米 = %f英寸' % (value, value / 2.54)) else: print('請(qǐng)輸入有效的單位')
練習(xí)2:擲骰子決定做什么
""" 擲骰子決定做什么事情 Version: 0.1 Author: 駱昊 """ from random import randint face = randint(1, 6) if face == 1: result = '唱首歌' elif face == 2: result = '跳個(gè)舞' elif face == 3: result = '學(xué)狗叫' elif face == 4: result = '做俯臥撐' elif face == 5: result = '念繞口令' else: result = '講冷笑話(huà)' print(result)
?**說(shuō)明:**上面的代碼中使用了random模塊的randint函數(shù)生成指定范圍的隨機(jī)數(shù)來(lái)模擬擲骰子。
練習(xí)3:百分制成績(jī)轉(zhuǎn)等級(jí)制
""" 百分制成績(jī)轉(zhuǎn)等級(jí)制成績(jī) 90分以上 --> A 80分~89分 --> B 70分~79分 --> C 60分~69分 --> D 60分以下 --> E Version: 0.1 Author: 駱昊 """ score = float(input('請(qǐng)輸入成績(jī): ')) if score >= 90: grade = 'A' elif score >= 80: grade = 'B' elif score >= 70: grade = 'C' elif score >= 60: grade = 'D' else: grade = 'E' print('對(duì)應(yīng)的等級(jí)是:', grade)
練習(xí)4:輸入三條邊長(zhǎng)如果能構(gòu)成三角形就計(jì)算周長(zhǎng)和面積
""" 判斷輸入的邊長(zhǎng)能否構(gòu)成三角形 如果能則計(jì)算出三角形的周長(zhǎng)和面積 Version: 0.1 Author: 駱昊 """ import math a = float(input('a = ')) b = float(input('b = ')) c = float(input('c = ')) if a + b > c and a + c > b and b + c > a: print('周長(zhǎng): %f' % (a + b + c)) p = (a + b + c) / 2 area = math.sqrt(p * (p - a) * (p - b) * (p - c)) print('面積: %f' % (area)) else: print('不能構(gòu)成三角形')
練習(xí)5:個(gè)人所得稅計(jì)算器。
""" 輸入月收入和五險(xiǎn)一金計(jì)算個(gè)人所得稅 Version: 0.1 Author: 駱昊 """ salary = float(input('本月收入: ')) insurance = float(input('五險(xiǎn)一金: ')) diff = salary - insurance - 3500 if diff <= 0: rate = 0 deduction = 0 elif diff < 1500: rate = 0.03 deduction = 0 elif diff < 4500: rate = 0.1 deduction = 105 elif diff < 9000: rate = 0.2 deduction = 555 elif diff < 35000: rate = 0.25 deduction = 1005 elif diff < 55000: rate = 0.3 deduction = 2755 elif diff < 80000: rate = 0.35 deduction = 5505 else: rate = 0.45 deduction = 13505 tax = abs(diff * rate - deduction) print('個(gè)人所得稅: ¥%.2f元' % tax) print('實(shí)際到手收入: ¥%.2f元' % (diff + 3500 - tax))
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