Python——if语句

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，并采取相应的措施。

一、一个简单示例

下面是一个简短的示例，演示了如何使用if语句来正确地处理特殊情形。假设你有一个汽车列表，并想将其中每辆汽车的名称打印出来。对于大多数汽车，应以首字母大写的方式打印其名称，但对于汽车名“bmw”，应以全大写的方式打印。下面的代码遍历这个列表，并以首字母大写的方式打印其中的汽车名，不过对于“bmw”，则以全大写的方式打印：
这个示例中的循环首先检查当前的汽车名是否是“bmw”，如果是，就以全大写方式打印，否则以首字母大写的方式打印。
这个示例涵盖了很多概念，下面先来介绍可用来在程序中检查条件的测试。

二、条件测试

每条if语句的和核心都是一个值为True或False的表达式，这种表达式称为 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。

1. 检查是否相等

大多数测试将一个变量的当前值同特定值进行比较。最简单的条件测试检查变量的值是否与特定值相等：
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 在两边的值相等时返回True，否则返回False。在本例中，两边的值相等，因此Python返回True。
如果变量car的值不是'bmw'，上述测试将返回False：
一个等号是陈述，于是第一行代码可解读为：将变量car的值设置为'audi'。两个等号则是发问，于是第二行的代码可解读为：变量car的值是'bmw'吗？大多数编程语言使用等号的方式与这里演示的相同。

2. 检查是否相等时忽略大小写

在Python中检查是否相等时区分大小写。例如，两个大小写不同的值被视为不相等：
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，只想检查变量的值，可将变量的值转换为小写，再进行比较：
无论值'AUDI'的大小写如何，上述测试都将返回True，因为该测试不区分大小写。函数lower()不会修改最初赋给变量car的值，因此进行这样的比较时不会影响原来的变量：
在第一行，将首字母的字符串'Audi'赋给变量car。在第二行，获取变量car的值并将其转换为小写，再将结果与字符串'audi'进行比较。这两个字符串相同，因此Python返回True。从最后代码的输出可知，方法lower()并没有影响关联到变量car的值。
网站采用类似的方式让用户输入的数据符合特定的格式。例如，网站可能使用类似的测试来确保用户名是独一无二的，而并非只是与另一个用户名的大小写不同。用户提交新的用户名时，将把它转换为小写，并与所有既有用户名的小写版本进行比较。执行这种检查时，如果已经有用户名'john'（不管大小写如何），则用户提交用户名'John'时将遭到拒绝。

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 ，其他很多编程语言中也是如此。
下面再使用一条if语句来演示如何使用不等运算符。我们将要要求的披萨配料赋给一个变量，再打印一条消息，指出顾客要求的配料是否是意式小银鱼（anchovies）：
将requested_topping的值与'anchovies'进行比较。如果这两个值不相等，Python将返回True，进而执行紧跟在if语句后面的代码；如果相等，Python将返回False，因此不执行紧跟在if语句后面的代码。
因为requested_topping的值不是'anchovies'，所以执行函数调用print()。
你编写的大多数条件表达式检查两个值是否相等，但有时候检查两个值是否不相等的效率更高。

4. 数值比较

检查数值非常简单。例如，下面的代码检查一个人是否是18岁：
还可检查两个数是否不等。例如，下面的代码在提供的答案不正确时打印一条消息：
answer的值（17）不是42，上图的条件得到满足，因此缩进的代码块得以执行。

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：
在if语句中可使用各种数学比较，这让你能够直接检查关心的条件。

5. 检查多个条件

你可能想同时检查多个条件。例如，有时候需要在两个条件都为True时才执行相应的操作，而有时候只要求一个条件为True。在这些情况下，关键字and和or可助你一臂之力。

5.1 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；如果至少一个测试没有通过，整个表达式就位False。
例如，要检查是否两个人都不小于21岁，可使用下面的测试：
首先，定义两个用于存储年龄的变量：age_0和age_1。然后，检查这两个变量是否都大于或等于21。左边的测试通过了，但右边的测试没有通过，因此整个表达式的结果为False。最后，将age_1改为22，这样age_1的值大于21，因此两个测试都通过了，导致整个条件表达式的结果为True。

为改善可读性，可将每个测试分别放在一对圆括号内，但并非必须这样做。如果你使用圆括号，测试将类似于下面这样：

5.2 使用or检查多个条件

关键字or也能够让你检查多个条件，但只要至少一个条件满足，就能通过整个测试。仅当两个测试都没有通过时，通过or的表达式才为False。
下面再次检查两个人的年龄，但检查的条件是至少一个人的年龄不小于21岁：
同样，首先定义两个用于存储年龄的变量。然后对age_0的测试通过了，因此整个表达式的结果为True。接下来，将age_0减小为18。最后，两个测试都没有通过，因此整个表达式的结果为False。

6. 检查特定值是否包含在列表中

有时候，执行操作前必须检查列表是否包含特定的值。例如，结束用户的注册过程前，可能需要检查他提供的用户名是否已包含在用户名列表中。在地图程序中，可能需要检查用户提交的位置是否包含在已知位置列表中。
要判断特定的值是否已包含在列表中，可使用关键字in。下面来看看你可能为披萨店编写的一些代码。这些代码首先创建一个列表，其中包含用户点的披萨配料，然后检查特定的配料是否包含在该列表中。
在条件判断中，关键字in让Python检查列表requested_toppings是否包含'mushrooms'和'pepperoni'。这种技术很有用，让你能够在创建一个列表后，轻松地检查其中是否包含特定的值。

7. 检查特定值是否不包含在列表中

还有些时候，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。例如，有一个列表，其中包含被禁止在论坛上的发表评论的用户，可以在允许用户提交评论前检查他是否被禁言：
上图的代码行明白易懂：如果user的值未包含在列表banned_users中，Python将返回True，进而执行缩进的代码行。
用户'marie'未包含在列表banned_users中，因此她将看到一条邀请她发表评论的消息。

8. 布尔表达式

随着你对编程的了解越来越深入，将遇到术语 布尔表达式 ，它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，如游戏是否正在运行，或者用户是否可以编辑网站的特定内容：
在跟踪程序状态或程序中重要的条件方面，布尔值提供了一种高效的方式。

三、if语句

理解条件测试后，就可以开始编写if语句了。if语句有很多种，选择使用哪种取决于要测试的条件数。前面讨论条件测试时，列举了多个if语句示例，下面更深入地讨论这个主题。

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：
第一行可包含任何条件测试，而在紧跟在测试后面的缩进代码块中，可执行任何操作。如果条件测试的结果为True，Python就会执行紧跟在if语句后面的代码，否则Python将忽略这些代码。

假设有一个表示某人年龄的变量，而你想知道这个人是否符合投票的年龄，可使用如下代码：
首先，Python检查变量age的值是否大于或等于18。答案是肯定的，因此Python执行后面缩进的函数调用print()。

在if语句中，缩进的作用与在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，否则将忽略他们。
在紧跟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。下面在一个人符合投票年龄时再打印一行输出，问他是否登记了：
条件测试通过了，而且两个函数调用print()都缩进了，因此他们都将执行。
如果age的值小于18，这个程序将不会有任何输出。

2. if-else语句

我们经常需要在条件测试通过时执行一个操作，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。
下面的代码在一个人符合投票年龄时显示与前面相同的消息，在不符合时显示一条新消息：
如果条件测试通过了，就执行第一组缩进的函数调用print()。如果测试结果为False，就执行else代码块。这次age小于18，条件测试未通过，因此执行else代码块中的代码。

上述代码之所以可行，是因为只存在两种情形：要么符合投票年龄，要么不符合。if-else结构非常适合用于让Python执行两种操作之一的情形。在这样简单的if-else结构中，总是会执行两个操作中的一个。

3. if-elif-else结构

我们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。它一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。
在现实世界中，很多情况下需要考虑的情形超过两个。例如，来看一个根据年龄段收费的游乐场：
● 4岁以下免费
● 4~18岁收费100元
● 18岁（含）以上收费150元
如果只使用一条if语句，该如何确定门票价格呢？下面的代码确定一个人所属的年龄段，并打印一条包含门票价格的消息：
if测试检查一个人是否不满4岁。如果是，Python就打印一条合适的消息，并跳过余下测试。elif代码行其实是另一个if测试，仅在前面的测试未通过时才会运行。在这里，我们知道这个人不小于4岁，因为第一个测试未通过。如果这个人未满18岁，Python将打印相应的消息，并跳过else代码块，如果if测试和elif测试都未通过，Python将运行else代码块中的代码。
在本例中，if测试的结果为False，因此不执行其代码块。然而第二个测试的结果为True（12小于18），因此执行其代码块。输出为一个句子，向用户指出门票价格。

只要年龄超过17岁，前两个测试就都不能通过。在这种情况下，将执行else代码块，指出门票价格为150。
为了让代码更简洁，可不再if-elif-else代码块中打印门票价格，而只在其中设置门票价格，并在它后面添加一个简单的函数调用print()：
if/elif/else处的代码行像前一个示例那样，根据人的年龄设置变量price的值。在if-elif-else结构中设置price的值后，一条未缩进的函数调用print()会根据这个变量的值打印一条消息，指出门票价格。
这些代码的输出与前一个示例相同，但if-elif-else结构的作用更小：它只确定门票价格，而不是在确定门票价格的同时打印一条消息。除效率更高外，这些修订后的代码还更容易修改：要调整输出消息的内容，只需修改一个而不是三个函数调用print()。

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。例如，假设前述游乐场要给中年人打折，可再添加一个条件测试，判断顾客是否符合打折条件。下面假设对于65岁（含）以上的老人，可以50元购买门票。
这些代码大多未变。第二个elif代码块通过检查确定年龄不到65岁后，才将门票设置为50。请注意，在else代码块中，必须将所赋的值改为50，因为仅当年龄超过65岁（含）时，才会执行这个代码块。

5.省略else代码块

Python并不要求if-else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：
最后一个elif代码块在顾客超过65岁（含）时，将价格设置为50元。这比使用else代码块更清晰些。经过这样的修改后，每个代码块都仅在通过了相应的测试时才会执行。
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代码块来歹意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。

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一句。在可能有多个条件为True且需要在每个条件为True时都采取相应措施时，适合使用这种方法。
下面以披萨店作为示例，如果顾客点了两种配料，就需要确保在其披萨中包含这些配料：
首先创建一个列表，其中包含顾客点的配料。第一条if语句检查顾客是否点了配料蘑菇（mushrooms）。如果点了，就打印一条消息。第二条if语句检查配料辣香肠（pepperoni）的代码也是一个简单的if语句，而不是elif或else语句。因此不管前一个测试是否通过，都将进行这个测试。最后一条if语句检查顾客是否要求多加芝士（extra cheese）。不管前两个测试的结果如何，都会执行这些代码。每当这个程序运行时，都会执行这三个独立的测试。
因为本例检查了每个条件，所以将在披萨中添加蘑菇并多加芝士。

如果像下面这样转而使用if-elif-else结构，代码将不能正常运行，因为有一个测试通过后，就会跳出余下的测试：
第一个测试检查列表中是否包含'mushrooms'。它通过了，因此将在披萨中添加蘑菇。然而。Python将跳过if-elif-else结构中余下的测试，不再检查列表中是否包含'pepperoni'和'extra cheese'。结果是，将添加顾客点的第一种配料，但不会添加其他配料。

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

四、使用if语句处理列表

通过结合使用if语句和列表，可完成一些有趣的任务：对列表中特定的值做特殊处理；高效地管理不断变化的情形，如餐馆是否还有特定的食材；证明代码在各种情形下都将按预期那样运行。

1. 检查特殊元素

开头通过一个简单示例演示了如何处理特殊值'bmw'——它需要采用不同的格式进行打印。现在你对条件测试和if语句有了大致的认识，下面就来进一步研究如何检查列表中的特殊值，并对其做合适的处理。
继续使用前面的披萨店示例。这家披萨店在制作披萨时，每添加一种配料都打印一条消息。通过创建一个列表，在其中包含顾客点的配料，并使用一个循环来指出添加到披萨中的配料，能以极高的效率编写这样的代码：
输出很简单，因为上述代码不过是一个简单的for循环。

然而，如果披萨店的青椒用完了，该如何处理呢？为妥善地处理这种情况，可在for循环中包含一条if语句：
这里在披萨张添加每种配料前都进行检查。if语句的代码检查顾客是否点了青椒。如果是，就显示一条消息，指出不能点青椒的原因。else代码块确保其他配料都将添加到披萨中。
输出表明，已经妥善地处理了顾客点的每种配料。

2. 确定列表不是空的

到目前为止，我们对于处理的每个列表都做了一个简单的假设——假设它们都至少包含一个元素。因为马上就要让用户来提供存储在列表中的信息，所以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。
下面在制作披萨前检查顾客点的配料列表是否为空。如果列表为空，就向顾客确认是否要点原味披萨；如果列表不为空，就像前面的示例那样制作披萨：
首先创建一个空列表，其中不包含任何配料。if语句进行简单的检查，而不是直接执行for循环。在if语句中将列表名用作条件表达式时，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。如果requested_toppings不为空，就运行与前一个示例相同的for循环；否则，就打印一条消息，询问顾客是否确实要点不加任何配料的原味披萨。
在这里，这个列表为空，因此输出询问顾客是否确实要点原味披萨。
如果这个列表不为空，输出将显示在披萨中添加的各种配料。

3. 使用多个列表

顾客的要求往往五花八门，在披萨配料方面尤其如此。如果顾客要在披萨中添加炸薯条，该怎么办呢？可使用列表和if语句来确定能否满足顾客的要求。
来看看制作披萨前如何拒绝怪异的配料要求。下面的示例定义了两个列表，其中第一个列表包含披萨店功能供应的配料，而第二个列表包含顾客点的配料。这次对于requested_toppings中的每个元素，都检查它是否是披萨店供应的配料，再决定是否在披萨中添加它：
首先定义了一个列表，其中包含披萨店供应的配料。请注意，如果披萨店供应的配料是固定的，也可使用一个元组来存储它们。接着又创建了一个列表，其中包含顾客点的配料。请注意那个不同寻常的配料——'fresh fries'。然后遍历顾客点的配料列表。在这个循环中，对于顾客点的每种配料，都检查它是否包含在供应的配料列表中。如果答案是肯定的，就将其加入披萨中，否则将圆形else代码块：打印一条消息，告诉顾客不供应这种配料。
这些代码的输出整洁而翔实。

五、 设置if语句的格式

本章的每个示例都展示了了良好的格式设置习惯。在条件测试的格式设置方面，PEP8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：
这样的空格空格不会影响Python对代码的解读，而只是让代码阅读起来更容易。