Python编程学习笔记(5)

编程时经常需要检查一系列条件，并据此决定采取什么措施。在Python中，if 语句让你能够检查程序的当前状态，并据此采取相应的措施。

5.1 一个简单示例

cars = ['audi', 'bmw', 'subaru', 'toyota']

for car in cars:
    if car == 'bmw':
        print(car.upper())  #对于汽车名'bmw' ，以全大写的方式打印
    else:
        print(car.title())  #其他的汽车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或False的表达式，这种表达式被称为条件测试。

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

首先使用一个等号将car 的值设置为'bmw'。接下来，使用两个等号（==）检查car 的值是否为'bmw'。这个相等运算符在它两边的值相等时返回True ，否则返回False 。两边的值相等，因此Python返回True 。如果变量car的值不是'audi'，测试将返回False。

car = 'bmw'
print(car == 'bmw')

True

print(car == 'audi')

False

5.2.2 检查是否相等时不考虑大小写

在Python中检查是否相等时区分大小写，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，而只想检查变量的值，可将变量的值转换为小写或大写，再进行比较。

函数lower() 不会修改存储在变量car 中的值，因此进行这样的比较时不会影响原来的变量。

car = 'Audi'
print(car == 'audi')
print(car.lower() == 'audi'.lower())
print(car.upper() == 'audi'.upper())

False
True
True

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，在很多编程语言中都如此。

requested_topping = 'mushrooms'
if requested_topping != 'anchovies':
    print("Hold the anchovies!")

Hold the anchovies!

5.2.4 比较数字

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(>=)。

age = 18
print(age == 18)

True

answer = 17
if answer != 42:
    print("That is not the correct answer. Please try again!")

That is not the correct answer. Please try again!

age = 21
print(age < 21)
print(age <= 21)
print(age > 21)
print(age >= 21)

False
True
False
True

5.2.5 检查多个条件

1. 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将两个条件测试合而为一；如果每个测试都通过了，整个表达式就为True；如果至少有一个测试没有通过，整个表达式就为False。

为改善可读性，可将每个测试都分别放在一对括号内，但并非必须这样做。

age_0 = 22
age_1 = 18
print(age_0 >= 21and age_1 >= 21)
print((age_0 >= 21) & (age_1 >= 21))
age_1 = 22
print(age_0 >= 21and age_1 >= 21)
print((age_0 >= 21) and (age_1 >= 21))

False
False
True
True

2. 使用or 检查多个条件

关键字or也能够检查多个条件，但只要至少有一个条件满足，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 。

另注意，类似与C,|和&分别表示or和and。但是尤其要注意运算的优先级。

age_0 = 22
age_1 = 18
print(age_0 >= 21or age_1 >= 21)
print((age_0 >= 21) | (age_1 >= 21))
print(age_0 >= 21 | age_1 >= 21)
age_0 = 18
print(age_0 >= 21or age_1 >= 21)
print((age_0 >= 21) | (age_1 >= 21))

True
True
False
False
False

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。

requested_toppings = ['mushrooms', 'onions', 'pineapple']
print('mushrooms'in requested_toppings)
print('pepperoni'in requested_toppings)

True
False

5.2.7 检查特定值是否不包含在列表中

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。

banned_users = ['andrew', 'carolina', 'david']
user = 'marie'
if user notin banned_users:
    print(user.title() + ", you can post a response if you wish.")

Marie, you can post a response if you wish.

5.2.8 布尔表达式

布尔表达式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。

game_active = True
can_edit = False
print(game_active, can_edit)

True False

练习： 5-1 条件测试 ：编写一系列条件测试；将每个测试以及你对其结果的预测和实际结果都打印出来。

详细研究实际结果，直到你明白了它为何为True 或False 。

创建至少10个测试，且其中结果分别为True 和False 的测试都至少有5个。

5-2 更多的条件测试 ：你并非只能创建10个测试。如果你想尝试做更多的比较，可再编写一些测试，并将它们加入到conditional_tests.py中。对于下面列出的各种测试，至少编写一个结果为True 和False 的测试。

检查两个字符串相等和不等。

使用函数lower()的测试。

检查两个数字相等、不等、大于、小于、大于等于和小于等于。

使用关键字and 和or 的测试。

测试特定的值是否包含在列表中。

测试特定的值是否未包含在列表中。

# 5-1
print('-----5-1-----')
car = 'subaru'
print("Is car == 'subaru'? I predict True. Actually it's {}".format(car == 'subaru'))
print("Is car == 'audi'? I predict False. Actually it's {}".format(car == 'audi'))
number = 55
print("Is number == 44? I predict True. Actually it's {}".format(number == 44))
print("Is number == 55? I predict False. Actually it's {}".format(number == 55))
# 5-2
print('-----5-2-----')
string_1 = 'string_1'
string_2 = 'String_1'
print(string_1 == string_2, string_1 != string_2)
print(string_1.lower() == string_2.lower(), string_1.lower() != string_2.lower())
number_1 = 55
number_2 = 66
print(number_1 == number_2, number_1 != number_2, number_1 > number_2, number_1 < number_2, 
     number_1 <= number_2, number_1 >= number_2)
print(string_1 == string_2 and number_1 != number_2)
print(string_1 != string_2 or number_1 <= number_2)
numbers = [1,2,3,4,5,6,7,8,10]
print(9in numbers)
print(8notin numbers)

-----5-1-----
Is car == 'subaru'? I predict True. Actually it's True
Is car == 'audi'? I predict False. Actually it's False
Is number == 44? I predict True. Actually it's False
Is number == 55? I predict False. Actually it's True
-----5-2-----
False True
True False
False True False True True False
False
True
False
False

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。

age = 19
if age >= 18:
    print("You are old enough to vote!")

You are old enough to vote!

在if语句中，缩进的作用与for循环中相同。如果测试通过了，将执行if语句后面所有缩进的代码行，否则将忽略它们。

在紧跟在if语句后面的代码块中，可根据需要包含任意数量的代码行。

age = 19
if age >= 18:
    print("You are old enough to vote!")
    print("Have you registered to vote yet?")

You are old enough to vote!
Have you registered to vote yet?

5.3.2 if-else 语句

经常需要在条件测试通过了时执行一个操作，并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。

if-else语句块类似于简单的if语句，但其中的else 语句让你能够指定条件测试未通过时要执行的操作。

if-else 结构非常适合用于要让Python执行两种操作之一的情形。在这种简单的if-else 结构中，总是会执行两个操作中的一个。

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!")

Sorry, you are too young to vote.
Please register to vote as soon as you turn 18!

5.3.3 if-elif-else 结构

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，它依次检查每个条件测试，直到遇到通过了的条件测试。测试通过后，Python将执行紧跟在它后面的代码，并跳过余下的测试。

age = 12

if age < 4:
    print("Your admission cost is $0.")
elif age < 18:
    print("Your admission cost is $5.")
else:
    print("Your admission cost is $10.")

Your admission cost is $5.

age = 12

if age < 4:
    price = 0
elif age < 18:
    price = 5
else:
    price = 10

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

Your admission cost is $5.

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。

age = 66

if age < 4:
    price = 0
elif age < 18:
    price = 5
elif age < 65:
    price = 10
else:
    price = 3

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

Your admission cost is $3.

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。

else 是一条包罗万象的语句，只要不满足任何if或elif中的条件测试，其中的代码就会执行，这可能会引入无效甚至恶意的数据。如果知道最终要测试的条件，应考虑使用一个elif代码块来代替else代码块。这样就可以肯定，仅当满足相应的条件时，代码才会执行。

age = 12

if age < 4:
    price = 0
elif age < 18:
    price = 5
elif age < 65:
    price = 10
elif age >= 65:
    price = 3

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

Your admission cost is $5.

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和else代码块的简单if语句。在可能有多个条件为True，且你需要在每个条件为True时都采取相应措施时，适合使用这种方法。

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!")

Adding mushrooms.
Adding extra cheese.

Finished making your pizza!

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!")

Adding mushrooms.

Finished making your pizza!

如果你只想执行一个代码块，就使用if-elif-else 结构；如果要运行多个代码块，就使用一系列独立的if 语句。

练习： 5-3 外星人颜色#1 ：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，并将其设置为'green' 、'yellow' 或'red' 。

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，指出玩家获得了5个点。

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）。

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。

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个点。

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个点。

编写这个程序的两个版本，在一个版本中执行if 代码块，而在另一个版本中执行else 代码块。

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。

如果外星人是绿色的，就打印一条消息，指出玩家获得了5个点。

如果外星人是黄色的，就打印一条消息，指出玩家获得了10个点。

如果外星人是红色的，就打印一条消息，指出玩家获得了15个点。

编写这个程序的三个版本，它们分别在外星人为绿色、黄色和红色时打印一条消息。

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 的值判断处于人生的哪个阶段。

如果一个人的年龄小于2岁，就打印一条消息，指出他是婴儿。

如果一个人的年龄为2（含）～4岁，就打印一条消息，指出他正蹒跚学步。

如果一个人的年龄为4（含）～13岁，就打印一条消息，指出他是儿童。

如果一个人的年龄为13（含）～20岁，就打印一条消息，指出他是青少年。

如果一个人的年龄为20（含）～65岁，就打印一条消息，指出他是成年人。

如果一个人的年龄超过65（含）岁，就打印一条消息，指出他是老年人。

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。

将该列表命名为favorite_fruits ，并在其中包含三种水果。

编写5条if 语句，每条都检查某种水果是否包含在列表中，如果包含在列表中，就打印一条消息，如“You really like bananas!”。

# 5-3
print("-----5-3-----")
alien_color = 'green'
if alien_color == 'green':
    print("Player gets 5 points.")
alien_color = 'red'
if alien_color == 'green':
    print("Player gets 5 points.")
# 5-4
print("-----5-4-----")
if alien_color == 'green':
    score = 5
else:
    score = 10
print("Player gets {} points.".format(score))
# 5-5
print("-----5-5-----")
if alien_color == "green":
    score = 5
elif alien_color == "yellow":
    score = 10
else:
    score = 15
print("Player gets {} points.".format(score))
# 5-6
print("-----5-6-----")
age = 38
if age < 2:
    status = "infant"
elif age < 4:
    status = "baby"
elif age < 13:
    status = "child"
elif age < 20:
    status = "teenage"
elif age < 65:
    status = "adult"
elif age >= 65:
    status = "aged"
print("{} years old is {}".format(age, status))
# 5-7
print("-----5-7-----")
favorite_fruits = ["bananas", "apples", "cherries", "oranges"]
fruit = "bananas"
if fruit in favorite_fruits:
    print("You really like {}!".format(fruit))

-----5-3-----
Player gets 5 points.
-----5-4-----
Player gets 10 points.
-----5-5-----
Player gets 15 points.
-----5-6-----
38 years old is adult
-----5-7-----
You really like bananas!

5.4 使用if 语句处理列表

5.4.1 检查特殊元素

requested_toppings = ['mushrooms', 'green peppers', 'extra cheese']

for requested_topping in requested_toppings:
    print("Adding {}.".format(requested_topping))

print("nFinished making your pizza!")

Adding mushrooms.
Adding green peppers.
Adding extra cheese.

Finished making your pizza!

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("Adding " + requested_topping + ".")

print("nFinished making your pizza!")

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，对于处理的每个列表都做了一个简单的假设，即假设它们都至少包含一个元素。我们马上就要让用户来提供存储在列表中的信息，因此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。

requested_toppings = []

if requested_toppings:
    for requested_topping in requested_toppings:
        print("Adding " + requested_topping + ".")
    print("nFinished making your pizza!")
else:
    print("Are you sure you want a plain pizza?")

Are you sure you want a plain pizza?

首先创建了一个空列表，其中不包含元素。然后进行了简单检查，而不是直接执行for循环。在if语句中将列表名用在条件表达式中时，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。

5.4.3 使用多个列表

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("Adding " + requested_topping + ".")
    else:
        print("Sorry, we don't have " + requested_topping + ".")

print("nFinished making your pizza!")

Adding mushrooms.
Sorry, we don't have french fries.
Adding extra cheese.

Finished making your pizza!

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。

如果用户名为'admin' ，就打印一条特殊的问候消息，如“Hello admin, would you like to see a status report?”。

否则，打印一条普通的问候消息，如“Hello Eric, thank you for logging in again”。

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。

如果为空，就打印消息“We need to find some users!”。

删除列表中的所有用户名，确定将打印正确的消息。

5-10 检查用户名 ：按下面的说明编写一个程序，模拟网站确保每位用户的用户名都独一无二的方式。

创建一个至少包含5个用户名的列表，并将其命名为current_users 。

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。

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。如果是这样，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。

确保比较时不区分大消息；换句话说，如果用户名'John' 已被使用，应拒绝用户名'JOHN' 。

5-11 序数 ：序数表示位置，如1st和2nd。大多数序数都以th结尾，只有1、2和3例外。

在一个列表中存储数字1~9。

遍历这个列表。

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 和9th ，但每个序数都独占一行。

# 5-8
print("-----5-8-----")
#users = ['admin', 'mike', 'john', 'alice', 'helen']
users = []
for user in users:
    if user == 'admin':
        print("Hello {}, would you like to see a status report?".format(user))
    else:
        print("Hello {}, thank you for logging in again.".format(user))
# 5-9
print("-----5-9-----")
if users:
    for user in users:
        if user == 'admin':
            print("Hello {}, would you like to see a status report?".format(user))
        else:
            print("Hello {}, thank you for logging in again.".format(user))
else:
    print("We need to find some users!")

# 5-10
print("-----5-10-----")
current_users = ['frank', 'mike', 'john', 'alice', 'helen']
new_users = ['trump', 'Mike', 'Biden', 'ALice', 'Clinton']
for user in new_users:
    if user.lower() in [current_user.lower() for current_user in current_users]:
        print("{} is used.".format(user))
    else:
        print("{} can be used.".format(user))
# 5-11
print("-----5-11-----")
numbers = list(range(1,10))
for number in numbers:
    if number ==  1:
        print("{}st".format(number),end="t")
    elif number ==  2:
        print("{}nd".format(number),end="t")
    elif number ==  3:
        print("{}rd".format(number),end="t")
    else:
        print("{}th".format(number),end="t")

-----5-8-----
-----5-9-----
We need to find some users!
-----5-10-----
trump can be used.
Mike is used.
Biden can be used.
ALice is used.
Clinton can be used.
-----5-11-----
1st	2nd	3rd	4th	5th	6th	7th	8th	9th

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== 、>= 和<= 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: 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。

练习：

5-12 设置if 语句的格式 ：审核你在本章编写的程序，确保正确地设置了条件测试的格式。

5-13 自己的想法 ：与刚拿起本书时相比，现在你是一名能力更强的程序员了。鉴于你对如何在程序中模拟现实情形有了更深入的认识，你可以考虑使用程序来解决一些问题。随着编程技能不断提高，你可能想解决一些问题，请将这方面的想法记录下来。想想你可能想编写的游戏、想研究的数据集以及想创建的Web应用程序。