【0010】Python流程控制结构-分支结构详解
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本文内容体系结构如下：
分支结构是编程中的基本控制结构之一，它允许程序根据条件判断执行不同的代码路径。通过本文，你将学会如何使用if、if-else、if-elif-else等语句，以及如何嵌套使用这些语句。此外，我们还会通过流程图直观地展示分支结构的执行流程。
流程控制是编程中的一个核心概念，它决定了程序执行的顺序和路径。通过流程控制，我们可以让程序根据条件选择执行不同的代码块，或者重复执行某些代码块。流程控制结构有顺序结构、分支结构和循环结构三种。其中顺序结构表示代码从上往下按照顺序执行，很简单，不用多讲。本文主要讲分支结构，下一篇文章讲循环结构。
一、分支结构简介
分支结构（也称为条件结构、选择结构）允许程序根据条件表达式的值执行不同的代码块。在Python中，分支结构主要通过if语句实现。条件表达式通常涉及比较运算符（如==、>、<等）和逻辑运算符（如and、or、not等）。
二、Python中的分支结构
2.1 if 语句
if语句是最基本的分支结构，用于在条件为真时执行特定的代码块。适用于只有一种分支的情况下。
（1）语法结构
if 条件表达式:
# 条件为真时执行的代码块
（2）执行规律
- 判断条件表达式的结果
- 如果条件表达式为True，执行里面的代码块，执行完之后继续执行if结构后面的代码
- 如果条件表达式为False，跳过if结构，执行if结构后面的代码
注意：条件表达式可以是布尔值、关系运算符执行结果和逻辑运算符执行结果
流程图：
（3）演示示例
num1 = 12
if num1>10:
print("num1大于10")
num2 = 8
if num2>10:
print("num2大于10")
（4）执行结果
2.2 if-else 语句
if-else语句用于在条件为真时执行一个代码块，否则执行另一个代码块。适用于两种分支的情况下
（1）语法结构
if 条件表达式:
# 条件为真时执行的代码块
else:
# 条件为假时执行的代码块
（2）执行规律
- 判断条件表达式的结果
- 如果条件表达式为True，执行条件表达式后面的代码块，执行完之后继续执行if-else结构后面的代码
- 如果条件表达式为False，执行else后面的代码块，执行完之后继续执行if-else结构后面的代码
注意：条件表达式可以是布尔值、关系运算符执行结果和逻辑运算符执行结果
流程图：
（3）演示示例
num1 = 12
if num1>10:
print("num1大于10")
else:
print("num1小于等于10")
num2 = 8
if num2>10:
print("num2大于10")
else:
print("num2小于等于10")
（4）执行结果
2.3 if-elif-else 语句
if-elif-else语句用于检查多个条件，并根据第一个满足的条件执行相应的代码块。如果没有条件满足，则执行else部分的代码块。
（1）语法结构
if 条件表达式1:
# 条件表达式1为真时执行的代码块
elif 条件表达式2:
# 条件表达式2为真时执行的代码块
......# 可以添加多个elif语句
elif 条件表达式n:
# 条件表达式n为真时执行的代码块
else:
# 所有条件都为假时执行的代码块
（2）执行规律
- 判断条件表达式1的结果
- 如果条件表达式1为True，执行条件表达式1后面的代码块，执行完之后继续执行if-elif-else结构后面的代码
- 如果条件表达式1为False，继续判断条件表达式2
- 如果条件表达式2为True，执行条件表达式2后面的代码块，执行完之后继续执行if-elif-else结构后面的代码
- 如果条件表达式2为False，继续判断…
- 如果条件表达式n为True，执行条件表达式n后面的代码块，执行完之后继续执行if-elif-else结构后面的代码
- 如果条件表达式n为False，执行else后面代码块
注意：else语句可以省略不写，如果所有条件表达式都为False，又省略了else，则if-elif-else结构不被执行。
注意：条件表达式可以是布尔值、关系运算符执行结果和逻辑运算符执行结果
流程图：
（3）演示示例：
score = 85
if score >= 90:
print("优秀")
elif score >= 75:
print("良好")
elif score >= 60:
print("及格")
else:
print("不及格")
（4）执行结果
2.4 嵌套if语句
嵌套if语句是指在一个if语句的代码块中再嵌套另一个if语句。这允许程序根据多个条件进行更复杂的判断。
（1）语法结构
if 条件表达式1:
# 条件表达式1为真时执行的代码块
if 条件表达式2:
# 条件表达式1和条件表达式2都为真时执行的代码块
else:
# 条件表达式1为真，但条件表达式2为假时执行的代码块
else:
# 条件表达式1为假时执行的代码块
（2）执行规律
-
判断条件表达式1的结果
-
如果条件表达式1为True，执行条件表达式1后面的代码块，然后判断条件表达式2
如果条件表达式2为True，执行条件表达式2后面的代码块，执行完之后继续执行嵌套if结构后面的代码
如果条件表达式2为False，执行里面else后面的代码块，执行完之后继续执行嵌套if结构后面的代码
-
如果条件表达式1为False，则执行外面else后面的代码块
注意：嵌套if理论上可以任意层次的嵌套，但是不要过多嵌套，一般不超过三层，否则不利于代码阅读。
注意：条件表达式可以是布尔值、关系运算符执行结果和逻辑运算符执行结果
流程图：
（3）演示示例
age = 20
has_ticket = True
if age >= 18: # 年满18岁才有资格进入电影院
if has_ticket:# 年满18岁并且有电影票才能进入电影院
print("可以进入电影院")
else:
print("没有票，不能进入电影院")
else:
print("未成年，不能进入电影院")
（4）执行结果
2.5 条件表达式
在Python中，条件表达式（也称为三元操作符或条件运算符）与许多其他编程语言（如C、C++、Java等）中的形式略有不同。在其他语言中，条件表达式通常写成 a > b ? a : b，这意味着“如果 a 大于 b，则结果为 a，否则结果为 b”。
然而，在Python中，这种语法是不被支持的。相反，Python使用了一种更冗长但更具可读性的语法来实现相同的功能。
（1）语法结构
result = 表达式1 if 条件表达式 else 表达式2
（2）执行规律
-
判断条件表达式的结果
-
如果条件表达式为True，将表达式1的值存储在变量result中
如果条件表达式为False，将表达式2的值存储在变量result中
（3）演示示例
a = 10
b = 5
result = a if a > b else b
print(result) # 输出: 10
（4）执行结果
值得注意的是，虽然Python的条件表达式比一些其他语言中的三元操作符更冗长，但它提供了更好的可读性，这对于编写和维护代码来说是非常重要的。此外，Python的语法设计也强调了代码的可读性和简洁性（尽管有时可能看起来不那么“紧凑”），这有助于减少错误并提高团队协作的效率。
三、课程总结
通过本文的学习，你掌握了Python中的分支结构语法，包括if语句、if-else语句、if-elif-else语句以及嵌套if语句。通过练习，多实践，熟练应用分支结构！