3.2 选择结构

分支结构可以分为单分支结构和多分支结构，用于解决生活中形形色色的选择问题。比如，驾驶员理论考试科目中，成绩达到90分的为合格。

选择结构语句也称为条件判断语句，即按照条件选择执行不同的代码片段。Python中的选择语句主要有3种形式，分别为if语句、if…else语句和if…elif…else多分支语句。

在其他语言中（例如，C、C++、Java等），选择语句还包括switch语句，也可以实现多重选择。但是，在Python中没有switch语句，所以实现多重选择的功能时，只能使用if…elif…else多分支语句或者if语句的嵌套。

3.2.1 if语句

Python中使用if保留字来组成选择语句。if语句仅处理条件成立的情况，其流程如图3-2所示。从图中可以看出，当表达式的值为真时，执行相应的语句块（一条或多条语句）：当表达式的值为假时，直接跳出if语句，执行其后面的语句。

if语句的书写格式为：

其中，表达式可以是一个单纯的布尔值或变量，也可以是比较表达式或逻辑表达式（例如，a﹥b and a！=c），如果表达式为真，则执行“语句块”；如果表达式为假，就跳过“语句块”，继续执行后面的语句。这种形式的if语句相当于汉语里的关联词语“如果……就……”。

关键字if与表达式之间用空格隔开，表达式后接英文冒号，语句块中的全部语句均缩进4个空格，如图3-3所示。

【例3-3】 输入姓名和年龄，判断是否为成年人。

运行结果：

使用if语句时，如果只有一条语句，语句块可以直接写到“：”的右侧，例如，“if a﹥b：max=a”。但是，为了程序代码的可读性，建议不要这么做。

if语句使用过程中的常见错误如下。

1）if语句后面未加冒号。

2）使用if语句时，如果在符合条件时，需要执行多个语句，但是，在第二个输出语句的位置没有缩进。

3.2.2 if…else语句

如果遇到只能二选一的条件，例如，大学毕业是直接就业还是考研深造？Python中提供了if…else语句解决类似问题，其语法格式如下。

使用if…else语句时，表达式可以是一个单纯的布尔值或变量，也可以是比较表达式或逻辑表达式，如果满足条件，则执行if后面的语句块，否则，执行else后面的语句块，这种形式的选择语句相当于汉语里的关联词语“如果……否则……”。

【例3-4】 询问年龄，如果年龄大于或等于18岁，输出“你今年成年了”，如果小于18岁，输出“还差几岁才能够成年”。

运行结果：

【例3-5】 编写程序，从键盘输入三条边，判断是否能够构成一个三角形。如果能，则提示可以构成三角形；如果不能，则提示不能构成三角形。

分析：组成三角形的条件是任意两边之和大于第三边，如果条件成立，则能构成三角形；当条件表达式中的多个条件必须全部成立时，条件之间可用and运算符连接起来。

运行结果：

3.2.3 if…elif…else语句

if…elif…else语句主要用于处理多种条件的情况，从而解决现实生活中复杂的多重选择问题，其流程如图3-4所示。

使用if…elif…else语句时，表达式可以是一个单纯的布尔值或变量，也可以是比较表达式或逻辑表达式，如果表达式为真，执行语句；而如果表达式为假，则跳过该语句，进行下一个elif的判断，只有在所有表达式都为假的情况下，才会执行else中的语句。

如果表达式1的值为真，则执行相应的语句块A；如果表达式1的值为假，则继续判断表达式2的值，如果表达式2的值为真，则执行语句块B；如果表达式2的值也为假，则继续判断表达式3的值；其余类推，直到所有的表达式都不满足（条件表达式的个数为1个或多个）为止，然后执行else后面的语句块。

书写格式：关键字if与表达式1之间用空格隔开，表达式1后接英文冒号；所有关键字elif均与关键字if左对齐，elif与后面的各个表达式之间用空格隔开，表达式后接英文冒号；关键字else与关键字if左对齐，后接英文冒号；所有语句块左对齐，即所有语句块中的全部语句均缩进4个空格，如图3-5所示。

【例3-6】 输入学生姓名，以及语文、数学、英语三门课的成绩，判断能够获几等奖。

运行结果：

如果只考虑一种表达式成立或不成立的结果（即没有elif分支），则多分支的if结构转化为双分支的if结构。

在使用分支结构时，需要注意以下事项。

1）表达式可以是任意类型，如5﹥3，x and y﹥z，3，0等。其中，3表示恒真（即True），而0表示恒假（即False）。

2）可以仅有if子句构成单分支结构，但是else子句必须与if子句配对，不能出现仅有else子句没有if子句的情况。

3）各语句块可以是一条或多条语句，如果是多条语句，则所有语句必须左对齐。

【例3-7】 编写程序，判断合法工作年龄（为18-60岁），即如果年龄小于18的情况为童工，不合法；如果年龄在18-60岁之间为合法工龄；大于60岁为法定退休年龄。

运行结果：

【例3-8】 编写程序，调用随机函数生成一个1～100之间的随机整数，从键盘输入数字进行猜谜，给出猜测结果（太大、太小、成功）的提示。

分析：通过引入random模块，可以调用其中的randint（a，b）函数产生介于a和b之间的随机整数（即产生的随机数大于等于a且小于等于b），然后从键盘输入一个数字与该随机数进行比较，并输出判断结果。

运行结果：

3.2.4 分支语句嵌套

当有多个条件需要满足并且条件之间有递进关系时，可以使用分支语句的嵌套。其中，if子句、elif子句以及else子句中都可以嵌套if语句或者if…elif…else子句。

书写格式：嵌套的if语句要求以锯齿形缩进格式书写，以便分清层次关系。

【例3-9】 我国的婚姻法规定，男性22岁为合法结婚年龄，女性20岁为合法结婚年龄。因此如果要判断一个人是否到了合法结婚年龄，首先需要使用双分支结构判断性别，再用递进的双分支结构判断年龄，并输出判断结果。

运行结果：

【例3-10】 编写程序，从键盘输入用户名和密码，要求先判断用户名再判断密码，如果用户名不正确，则直接提示用户名输入有误；如果用户名正确，则进一步判断密码，并给出判断结果的提示。

分析：因为要求先判断用户名再判断密码，所以本程序的一种做法是使用if语句的嵌套，外层if语句用于判断用户名，用户名正确时进入内层if语句判断密码并给出判断结果，如果用户名不正确，则直接给出错误提示。

运行结果：

【例3-11】 编写程序，开发一个小型计算器，从键盘输入两个数字和一个运算符，根据运算符（+、—、*、/）进行相应的数学运算，如果不是这4种运算符，则给出错误提示。

分析：因为需要根据4种运算符号的类别执行相应的运算，所以使用多分支if…elif…else语句；对于除法运算而言，由于除数不能为0，因此需要使用嵌套的if语句来判断除数是否为0，并执行相应的运算。

运行结果：

if选择语句可以有多种嵌套方式，开发程序时可以根据自身需要选择合适的嵌套方式，但一定要严格控制好不同级别代码块的缩进量。