《手把手陪您学Python》15——判断语句if

在上一篇《手把手陪您学Python》14——交互式输入中，我们了解了使用input()函数与计算机实现交互输入的方法，同时学习了如何使用PyCharm编写和运行程序。

另外，在上一篇的文末还给大家留了一道思考题，就是如何在提示内容显示完成后，换行让使用者进行输入。答案是不是很简单，只要在提示内容字符串的最后加上换行符“\n”就可以了。

从本篇开始，将与大家一起，在学习控制流语句的过程中，应用过去学习的知识，编写一些我们自己的小程序，让大家真正进入程序员的行列。

今天我们将要介绍的控制流语句是判断语句if，也可以叫做条件语句，都是一个意思。

一个典型的if语句结构如下所示：

if 判断条件:

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执行语句1

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else:

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执行语句2

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且不说这个规则的语法结构，其本身的含义就很好理解，翻译成自然语言就是：

如果判断条件为真，就执行语句1，否则（即判断条件为假）就执行语句2。

使用流程图来表示，更是一目了然：

这其中，关键词if是必须的，else是可以省略的。也就是当判断条件为真时执行语句，判断条件为假时什么也不执行。

关于if语句，还有如下几个知识点需要介绍：

1、判断条件：

只要输出结果是布尔值类型（也就是True或者False）的运算，都可以作为判断条件。比如我们之前学习的比较运算（>、>=、 1 and 3 < 2: # 逻辑运算and[/code]

print("判断条件为真。")

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else:

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print("判断条件为假。")

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Out[4]: 判断条件为假。

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[/code][code] In[5]: if 2 > 1 or 3 < 2: # 逻辑运算or

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print("判断条件为真。")

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else:

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print("判断条件为假。")

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Out[5]: 判断条件为真。

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[/code][code] In[6]: if not 2 > 1: # 逻辑运算not

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print("判断条件为真。")

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else:

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print("判断条件为假。")

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Out[6]: 判断条件为假。

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[/code][code] In[7]: if not 2 > 1 and 3 > 2 or (4 > 3 and 3 < 5): # 混合逻辑运算

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print("判断条件为真。")

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else:

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print("判断条件为假。")

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Out[7]: 判断条件为真。

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另外，之前讲到过，0可以代表False，非0数字可以代表Ture，所以理论上以数字作为输出值的运算，都可以作为判断条件。只不过这样的判断条件没有任何意义，没有人这么写程序，完全可以用比较函数a == 0或者a != 0代替作为判断条件。

In[8]: if 2 * 3: # 数字运算，只要结果不为零就为真，一般不这样设置判断条件

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print("判断条件为真。")

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else:

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print("判断条件为假。")

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Out[8]: 判断条件为真。

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[/code][code] In[9]: a = 2 * 3

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if a != 0: # 使用a == 0或者a != 0，作为判断条件

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print("判断条件为真。")

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else:

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print("判断条件为假。")

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Out[9]: 判断条件为真。

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2、多条件判断

之前我们介绍的if...else..是一种典型的if语句结构，但常用的if语句结构中，还包括了elif这样一个判断条件标识符。而且还可以通过使用多个elif，实现多条件判断。其语句结构如下所示：

if 判断条件1:

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执行语句1

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elif 判断条件2:

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执行语句2

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elif 判断条件3:

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执行语句3

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else:

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执行语句4

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翻译成自然语言就是：

如果判断条件1为真，就执行语句1，否则就看判断条件2；如果判断条件2为真，就执行语句2，否则就看判断条件3；如果判断条件3为真，就执行语句3，否则就执行语句4。

在进行多条件判断时，else也是可以省略的。因为无论是在普通的if语句结构中，还是在这种多条件判断中，else都代表着“其它”情况。如果不想对“其它”情况执行任何语句，就可以进行省略。

多条件判断应用场景很多，我们最后要做的project就是一个多条件判断的实例。现在先用一个简单的实例进行说明。

In[10]: a = 3.5

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if a < 0:

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print("a为负数。")

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elif a % 2 == 0:

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print("a为偶数。")

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elif a % 2 == 1:

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print("a为奇数。")

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else:

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print("a不是正整数。")

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Out[10]: a不是正整数。

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3、语句嵌套

除了使用elif实现多条件判断外，还可以通过多个if语句嵌套的方式，实现多条件的判断。虽然叫做语句嵌套，但并不必把它理解为一个多么高深的技术，只不过就是某一判断条件下的执行语句本身就是一个if语句结构而已。这么理解的话，就更加方便大家日后的应用了，而不必想着如何去进行嵌套。

if 判断条件1:

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执行语句1

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elif 判断条件2:

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执行语句2

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if 判断条件2-1:

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执行语句2-1

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elif 判断条件2-2:

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执行语句2-2

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else:

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执行语句2-3

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else:

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执行语句3

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虽然上面的语句结构看上去有点复杂，但换汤不换药，都是从if语句的基础结构衍生出来的。大家可以尝试将其翻译成自然语言，如果没有问题，那么就说明已经对if语句的含义完全掌握了。

最后，再将上面的例子用语句嵌套的方式表达一下，请大家注意其中的区别。

In[11]: a = 3.5

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if a < 0:

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print("a为负数")

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elif a > 0:

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if a % 2 == 0:

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print("a为偶数。")

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elif a % 2 == 1:

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print("a为奇数。")

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else:

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print("a不是正整数")

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else:

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print("a为0。")

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Out[11]: a不是正整数

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4、语法格式：

掌握了if语句的含义，剩下的就是格式要求了。

因为我们之前学习的都是单行的代码，所以并没有太多的格式要求。但是到了控制流语句这里就不一样了，它们有着严格的符号、格式和缩进要求，否则就会报错。但说起来也很简单，只要注意两点就可以了。

一是在每一个关键词语句后都要有一个“:”（注意是英文冒号），也就是if、elif、else所在的语句行。

二是在每一个冒号后的执行语句，都要缩进，代表是下一层级的语句。一般用Tab键就可以直接实现缩进，Jupyter Notebook和PyCharm等软件也会在输入“:”后回车，自动完成缩进动作。如果在语句嵌套等情况下，存在多层级的语句结构，那么就要在上一层级的缩进位置再次缩进，程序一般也都能自动实现。

这种格式要求与显示方式，正是Python语言友好的体现。语句的层级结构通过缩进一目了然，非常易读。实现方式也非常简便，Tab一下就能搞定。

5、三元运算

在《手把手陪您学Python》13——运算一文中，我们提到过三元运算，因为当时没有介绍if语句，所以省略的该部分内容。现在，有了上面的基础，就可以了解一下三元运算了。

三元运算其实就是简化的if...else...语句结构，只要把整个语句都写在同一行就可以了，语义上没有任何区别，也没有“:”、缩进等格式要求。唯一需要注意的是，三元运算是一个运算，其结果是要赋值给一个变量的，而这个值是通过if...else...语句结构和其中的表达式来计算的。

三元运算可以用如下结构来表示：

a = 表达式1 if 判断条件 else 表达式2

翻译成自然语言就是：

如果判断条件为真，a的值等于表达式1的结果，否则a的值等于表达式2的结果。

In[12]: a = 2

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b = "奇数" if a % 2 == 1 else "偶数" # 这里的表达式是字符串

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print("a是{}。".format(b))

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Out[12]: a是偶数。

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[/code][code] In[13]: a = 2

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b = a * 2 if a < 2 == 1 else a ** 2 # 这里的表达式是算数运算

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print(b)

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Out[13]: 4

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以上就是有关判断语句if的知识点，下面我们将编写一个实例，使用的就是判断语句if，以及我们以前学过的知识。现在，大家可以先关闭Jupyter Notebook了，我们将使用PyCharm来编写这个程序。

今天，我们要编写的实例是我们非常熟悉的“石头剪刀布”游戏。游戏的整个过程就是我们上一篇讲到的完整的信息流执行过程，先是交互式输入，之后进行程序处理，最后输出结果。

输入部分就是由程序的使用者输入出拳的内容，石头、剪刀还是布。

程序处理包括两个部分，一是电脑随机出拳，二是电脑根据游戏规则，判断胜负。

输出部分就是游戏的胜负结果。

下面就把整个程序文本和PyCharm截屏一并展示给大家，其中对于程序语句的解释都使用注释进行了说明。

In[14]: import random # 因为要使用随机函数，需要先导入随机函数库

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# 交互式输入过程，使用input()函数

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user = input("请输入您要出的拳（石头、剪刀、布）：")

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# 使用choice()函数，实现在序列中随机选取一个元素，做为电脑出的拳

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computer = random.choice(['石头', '剪刀', '布'])

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# 以下是程序处理过程，直接按照游戏规则进行判断，根据判断结果进行输出

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# 把所有游戏者赢的情况列举出来，任何一种情况出现，就输出游戏者胜利

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if (user == '石头' and computer == '剪刀') or (user == '剪刀' and computer == '布') or (user == '布' and computer == '石头'):

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print("您出的是：{}，电脑出的是：{}。恭喜，您赢了！".format(user, computer))

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# 打平的情况最容易描述，所以作为一个判断条件

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elif user == computer:

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print("您出的是：{}，电脑出的是：{}。打平了！".format(user, computer))

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# 其它情况就是游戏者输的情况，因为描述比较复杂，放在其它情况里，就不用写很复杂的判断条件了

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else:

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print("您出的是：{}，电脑出的是：{}。很遗憾，您输了！".format(user, computer))

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Out[14]: 请输入您要出的拳（石头、剪刀、布）：布

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[/code][code]Out[15]: 您出的是：布，电脑出的是：石头。恭喜，您赢了！

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在上面的截图中大家可以看到，程序的最上方有一段注释内容（使用三引号"""），描述了程序的一些基本信息。建议大家也可以这么去做，一是可以记录一下程序的内容，避免日后遗忘；二是可以通过这种记录，看到自己学习Python的历程。有些程序还可能会随着我们学习到的东西越来越多，写的越来越好、越来越简洁，这些都是我们不断成长的过程。

另外，在第20行程序的最后有一个“\”，这个符号是用来把较长的一行代码换行继续输入的标识符。如果不写“\”就会被程序认为是新的一行代码，无论是格式要求上，还是程序内容上，都有可能出错。

在PyCharm输入代码的过程中，会有很多便利性的提示。比如使用过的变量会提供补齐，格式错误或者语法错误都有相应的黄色波浪线或者红色波浪线提示。大家可以将鼠标移到提示处，就能够看到相关的建议或者提示内容了。PyCharm不但功能强大，连很多的细节都做的特别出色，这也是为什么推荐大家使用这款软件的原因了。

至此，我们就完成了第一个真正意义上的Python程序，大家可以多玩几把，享受一下自己的学习成果。

不过在游戏的过程中，大家是否也感觉到了一些不方便的地方？比如每次都要运行完一次程序才能玩，如果输入过程出错就会报错中断等等。

这些确实都是我们这个版本中的不足之处。不过没关系，目前才只是V1.0版本，在后面的学习中，我们不仅会完善这个版本的不足之处，还会不断丰富这个游戏的功能。利用下一篇将要介绍的while()函数，就可以实现游戏的连续运行，而不需要我们每次都手工运行了，敬请关注。

感谢阅读本文！如有任何问题，欢迎留言，一起交流讨论^_^

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《手把手陪您学Python》2——Python的安装
《手把手陪您学Python》3——PyCharm的安装和配置
《手把手陪您学Python》4——Hello World！
《手把手陪您学Python》5——Jupyter Notebook
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《手把手陪您学Python》11——字符串的格式化输出
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