Python程序的分支结构实例代码分析

单分支结构：if 语句

Python 中 if 语句的语法格式如下:

if <条件>：  
        <语句块>

语句块是 if 条件满足后执行的一个或多个语句序列，语句块中语句通过与 if 所在行形成缩进表达包含关系。if 语句首先评估条件的结果值，如果结果为 True，则执行语句块中的语句序列，然后控制转向程序的下一条语句。 如果结果为 False,语句块中的语句会被跳过。

if 语句中语句块执行与否依赖于条件判断。但无论什么情况，控制都会转到 if 语句后与该语句同级别的下一条语句。

if 语句中条件部分可以使用任何能够产生 True 或 False 的语句或函数。形成判断条件最常见的方式是采用关系操作符。Python 语言共有 6 个关系操作符，包括 小于、小于或等于、大于或等于、大于、等于和不等于。

特别注意，Pybon 使用 “=” 表示赋值语句，使用 “==” 表示等于。

下面我们通过一个实例来更好地掌握 if 语句。

空气污染是当下社会比较关注的问题，PM2.5 是衡量空气污染的重要指标。PM2.5 是指大气中直径小于或等于 2.5 um的可入肺颗粒物。PM2.5 颗粒粒径小，含大量有毒、有害物质且在大气中停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量有很大影响。目前空气质量等级以 PM2.5 数值划分为 6 级。PM2.5 数值在 0~35 空气质量为优，35~75 为良，75~115 为轻度污染，115~150 为中度污染，150~250 为重度污染，250~500 为严重污染。

一个简化版的空气质量标准采用三级模式: 0~35 为优，35~75 为良，75 以上为污染。人们也许不关心 PM2.5 指数值具体为多少，而更关心空气质量到底怎样。计算机可以通过 PM2.5 指数分级发布空气质量提醒。

该问题的 IPO 描述如下：

输入：接收外部输入的 PM2.5 值

处理:   if PM2.5值 ≥ 275，打印空气污染警告   if 35 ≤ PM2.5 值 < 75，打印空气质量良，建议适度户外运动   if PM2.5 值 < 35，打印空气质量优，建议户外运动

输出：打印空气质量提醒

具体代码如下：

PM = eval(input("请输入 PM2.5 数值："))

if 0 <= PM < 35:
    print("空气优质，快去户外运动")
if 35 <= PM < 75:
    print("空气良好，适度户外运动")
if 75 <= PM:
    print("空气污染，请小心！")

上述例子展示了用数字进行条件比较的例子，字符或字符串也可以用于条件比较。字符串比较本质上是字符串对应Unicode编码的比较，因此，字符串的比较按照字典顺序进行。例如，英文大写字符对应的 Unicode 编码比小写字符小。以下是一些例子：

print(4 < 5)

True

print("python" == "python")

True

print("Python" > "python")

False

二分支结构：if-else 语句

Python 中 if-else 语句用来形成二分支结构，语法格式如下:

if <条件> :   
          <语句块1>
else :   
          <语句块2>

语句块 1 是在 if 条件满足后执行的一个或多个语句序列，语句块 2 是 if 条件不满足后执行的语句序列。

二分支语句用于区分条件的两种可能，即 True 或者 False，分别形成执行路径。

我们使用 if-else 语句 对前面例子的代码进行改进：

PM = eval(input("请输入 PM2.5 数值：")) 

if PM >= 75:
    print("空气存在污染，请小心！")
else:
   print("空气没有污染，可以开展户外运动")

二分支结构还有一种更简洁的表达方式， 适合通过判断返回特定值，语法格式如下:

<表达式1> if <条件> else <表达式2>

其中，表达式 1/2 一般是数字类型或字符串类型的一个值， 此时代码可以改为：

PM = eval(input("请输入 PM2.5 数值："))

print("空气{}污染!".format("存在" if PM >= 75 else "没有"))

if-else 的紧凑结构非常适合对特殊值处理的情况，其他例子如下:

count = 2
print(count if count != 0 else "不存在")

2

count = 0
print(coutn if count != 0 else "不存在")

不存在

多分支结构：if-elif-else 语句

Python 的 if-elif-else 描述多分支结构，语句格式如下：

if <条件1>:
  <语句块 1>
elif <条件2>:
  <语句块 2>
else:
  <语句块 N>

多分支结构是二分支结构的扩展，这种形式通常用于设置同一个判断条件的多条执行路径。

Python 依次评估寻找第一个结果为 True 的条件，执行该条件下的语句块，结束后跳过整个 if-elif-else 结构，执行后面的语句。如果没有任何条件成立，else 下面的语句块将被执行。else子句是可选的。

前面的例子通过多条独立的 if 语句对同一个变量 PM 进行判断，这种情况更适合多分支结构，改进后的代码如下:

PM = eval(input("请输入 PM2.5 数值："))

if 0 <= PM < 35:
    print("空气优质，快去户外运动!")
elif 35 <= PM < 75:
    print("空气良好，适度户外运动")
else:
    print("空气污染，请小心！")