第七章：AI进阶之------条件语句（if-elif-else）（一）

课时 7：条件语句（if-elif-else）

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一、导入

欢迎来到 Python 条件语句的课程！在之前的课程中，我们已经学习了变量、数据类型和输入输出函数。今天，我们将学习如何根据不同的条件执行不同的代码块，这是编程中实现逻辑判断的基础。

条件语句是编程中的基本控制结构之一，它允许程序根据特定条件执行不同的代码块。在 Python 中，条件语句主要包括if、elif（else if 的缩写）和else。通过这些语句，我们可以编写具有决策能力的程序，使程序能够根据不同的输入或状态做出不同的反应。

本节课的学习目标：

1. 掌握条件表达式中的比较运算符和逻辑运算符的使用方法

2. 理解单分支结构（if）的语法格式与执行逻辑

3. 掌握双分支结构（if-else）的二选一场景应用

4. 掌握多分支结构（if-elif-else）的多条件判断场景应用

5. 识别并避免条件语句使用过程中的常见错误

现在，让我们开始今天的学习！

二、条件表达式基础

2.1 比较运算符

在条件语句中，我们通常需要比较不同的值或表达式。Python 提供了多种比较运算符，用于比较两个值的大小或是否相等。

常见的比较运算符：

运算符	说明	示例
>	大于	3 > 2 → True
<	小于	3 < 2 → False
==	等于	3 == 2 → False
!=	不等于	3 != 2 → True
>=	大于或等于	3 >= 2 → True
<=	小于或等于	3 <= 2 → False

示例：

# 比较两个数字
print(5 > 3)  # 输出：True
print(5 < 3)  # 输出：False# 比较两个字符串
print("apple" == "banana")  # 输出：False
print("apple" != "banana")  # 输出：True# 比较不同类型的值
print(5 == "5")  # 输出：False（类型不同，值也不同）

注意：在 Python 中，==用于比较两个值是否相等，而=用于赋值。混淆这两个运算符是初学者最常见的错误之一。

2.2 逻辑运算符

逻辑运算符用于组合多个条件，形成更复杂的条件表达式。Python 提供了三种逻辑运算符：and（与）、or（或）和not（非）。

逻辑运算符的规则：

运算符	说明	示例
and	所有条件为真时返回 True	True and False → False
or	至少一个条件为真时返回 True	True or False → True
not	反转条件的真假值	not True → False

示例：

# 使用and运算符
age = 20
is_student = True
if age >= 18 and is_student:print("你是成年学生")  # 输出：你是成年学生# 使用or运算符
temperature = 25
is_raining = False
if temperature > 30 or is_raining:print("天气炎热或下雨，建议带伞")
else:print("天气适宜")  # 输出：天气适宜# 使用not运算符
is_sunny = True
if not is_sunny:print("记得带伞")
else:print("享受阳光！")  # 输出：享受阳光！！

逻辑运算符的优先级：

在 Python 中，逻辑运算符的优先级顺序为：not > and > or。这意味着在复杂的逻辑表达式中，not会优先计算，然后是and，最后是or。例如：

# 实际计算顺序：(not True) or (False and True)
print(not True or False and True)  # 输出：False

最佳实践：为了避免因优先级问题导致的逻辑错误，建议在复杂条件表达式中使用括号明确运算顺序：

# 使用括号明确优先级
print((not True) or (False and True))  # 输出：False

2.3 条件表达式中的常见错误

在使用条件表达式时，初学者容易犯以下几类错误：

错误 1：混淆赋值运算符和比较运算符

# 错误示例：使用=而不是==进行比较
age = 18
if age = 18:  # 错误：SyntaxError: invalid syntaxprint("你是成年人")

错误原因：在条件表达式中，=是赋值运算符，而==才是比较运算符。

解决方案：使用==进行比较：

# 正确示例
age = 18
if age == 18:print("你是成年人")  # 输出：你是成年人

错误 2：逻辑运算符优先级理解错误

# 错误示例：忽略逻辑运算符优先级
x = 5
y = 10
if x > 3 and y < 15 or y == 10:print("条件成立")  # 这可能不是预期的逻辑

错误原因：由于and的优先级高于or，表达式会先计算x > 3 and y < 15，然后再与y == 10进行or运算。

解决方案：使用括号明确优先级：

# 正确示例：使用括号明确优先级
x = 5
y = 10
if (x > 3 and y < 15) or (y == 10):print("条件成立")  # 明确的逻辑

错误 3：条件表达式中使用非布尔值

# 错误示例：在条件中使用非布尔值
x = 5
if x:print("x是真值")  # 这在Python中是合法的，但可能不是预期的逻辑

错误原因：在 Python 中，任何非零数值、非空字符串、非空列表等都被视为真值。虽然上述代码在语法上是正确的，但可能不符合预期的逻辑。

解决方案：明确写出比较条件：

# 正确示例：明确写出比较条件
x = 5
if x != 0:print("x不是零")

三、单分支结构（if）（5 分钟）

3.1 单分支结构的语法

单分支结构是条件语句中最简单的形式，它只有一个条件判断，如果条件为真，就执行相应的代码块；如果条件为假，就跳过该代码块。

单分支结构的语法格式：

if 条件表达式:代码块

执行逻辑：

当 Python 解释器遇到if语句时，首先评估条件表达式的真假值。如果条件为真，则执行缩进的代码块；如果条件为假，则跳过该代码块，继续执行后续代码。

示例：

# 判断一个数是否为正数
number = 5
if number > 0:print(f"{number}是正数")  # 输出：5是正数# 判断一个数是否为零
number = 0
if number == 0:print("这个数是零")  # 输出：这个数是零

3.2 单分支结构的常见错误

错误 1：忘记在条件表达式后添加冒号

# 错误示例：条件表达式后缺少冒号
temperature = 30
if temperature > 25  # 错误：SyntaxError: invalid syntaxprint("天气炎热")

错误原因：在 Python 中，冒号:是条件语句语法的一部分，用于标识代码块的开始。

解决方案：在条件表达式后添加冒号：

# 正确示例
temperature = 30
if temperature > 25:print("天气炎热")  # 输出：天气炎热

错误 2：代码块缩进错误

# 错误示例：代码块缺少缩进
temperature = 30
if temperature > 25:
print("天气炎热")  # 错误：IndentationError: expected an indented block

错误原因：在 Python 中，缩进是语法的一部分，用于标识代码块的范围。缺少缩进会导致语法错误。

解决方案：正确缩进代码块（通常使用 4 个空格）：

# 正确示例temperature = 30if temperature > 25:print("天气炎热")  # 正确缩进

错误 3：在条件表达式中使用赋值语句

# 错误示例：在条件表达式中使用=
x = 5
if x = 10:  # 错误：SyntaxError: invalid syntaxprint("x的值是10")

错误原因：在条件表达式中，=是赋值运算符，而==才是比较运算符。

解决方案：使用==进行比较：

# 正确示例
x = 5
if x == 10:print("x的值是10")
else:print(f"x的值不是10，而是{x}")  # 输出：x的值不是10，而是5

四、双分支结构（if-else）

4.1 双分支结构的语法

双分支结构允许程序在两个互斥的代码块中选择执行其中一个。如果条件为真，执行第一个代码块；如果条件为假，执行第二个代码块。

双分支结构的语法格式：

if 条件表达式:代码块1
else:代码块2

执行逻辑：

当 Python 解释器遇到if-else结构时，首先评估条件表达式的真假值。如果条件为真，执行if后的代码块 1；如果条件为假，执行else后的代码块 2。

示例：

# 判断一个数是奇数还是偶数
number = 7
if number % 2 == 0:print(f"{number}是偶数")
else:print(f"{number}是奇数")  # 输出：7是奇数# 判断年龄是否成年
age = 17
if age >= 18:print("你是成年人")
else:print("你是未成年人")  # 输出：你是未成年人

4.2 双分支结构的应用场景

双分支结构适用于需要在两种可能性中做出选择的场景，例如：

1. 判断用户权限：根据用户角色（如管理员或普通用户）显示不同的界面。

is_admin = False
if is_admin:print("显示管理界面")
else:print("显示普通用户界面")

1. 判断登录状态：根据用户是否登录显示不同的提示信息。

is_logged_in = True
if is_logged_in:print("欢迎回来！")
else:print("请先登录")

1. 简单的数学运算：根据条件执行不同的计算。

a = 5
b = 3
if a > b:print(f"{a}大于{b}")
else:print(f"{a}不大于{b}")  # 输出：5大于3

4.3 双分支结构的常见错误

错误 1：在 else 子句中添加条件表达式

# 错误示例：在else子句中添加条件
age = 20
if age >= 18:print("你是成年人")
else age < 18:  # 错误：SyntaxError: invalid syntaxprint("你是未成年人")

错误原因：else子句本身不需要条件表达式，它只是在if条件为假时执行。

解决方案：移除else子句中的条件表达式：

# 正确示例
age = 20
if age >= 18:print("你是成年人")
else:print("你是未成年人")  # 输出：你是成年人

错误 2：忘记在 else 后添加冒号

# 错误示例：else后缺少冒号
age = 20
if age >= 18:print("你是成年人")
else  # 错误：SyntaxError: invalid syntaxprint("你是未成年人")

错误原因：在 Python 中，冒号:是else子句语法的一部分，用于标识代码块的开始。

解决方案：在else后添加冒号：

# 正确示例
age = 20
if age >= 18:print("你是成年人")
else:print("你是未成年人")  # 输出：你是成年人

错误 3：在代码块中使用错误的缩进

# 错误示例：代码块缩进错误
age = 20
if age >= 18:
print("你是成年人")  # 错误：IndentationError: expected an indented block
else:print("你是未成年人")

错误原因：在 Python 中，缩进是语法的一部分，用于标识代码块的范围。缺少缩进会导致语法错误。

解决方案：正确缩进代码块：

# 正确示例
age = 20
if age >= 18:print("你是成年人")  # 正确缩进
else:print("你是未成年人")  # 正确缩进