第 7 章 決策結構
(1) 布林值與布林表示式
∗ 布林值 (Boolean value)
▸ 布林代數 (Boolean algebra)：於 18 世紀由英國數學家 George Boole 所發明
▸ 布林值：僅有真與假兩個值
▸ Python 的布林型態為 bool，真：True， 假：False (兩者均大寫開頭，並非字串)
ch7/boolean.py (首先建立 python/ch7 目錄)
print(True) print(type(True)) print(False) print(type(False))
▸ Python 認定為 False 的值：False, 0, None, (), [], {}，其餘都是 True
∗ 布林表示式 (Boolean expression)：表示式計算的結果會回覆布林值
▸ 例如兩個等號 == 用來比較兩個值，如果相等就回覆 True，否則回覆 False
ch7/booleanExp.py
print(5==5) # True print(5==6) # False print(5==2+3) # True print(5==2+4) # False
∗ 關係運算子 (Relational operator)
▸ 也稱為比較運算子 (Comparison operator)
▸ 以下表示式判斷 x 與 y 的關係
✶ 等於：x == y (切記不要只寫一個等號，那是指派運算子)
✶ 不等於：x != y
✶ 大於：x > y
✶ 大於等於：x >= y
✶ 小於：x < y
✶ 小於等於：x <= y
∗ 邏輯運算子 (Logical operator)
▸ 三種邏輯運算子：and (且)，or (或)，not (非)
▸ 範例：
✶ 0<x and x<10：如果 x 在 (0, 10) 範圍內就是 True，否則是 False
✶ x%2==0 or x%3==0：如果 x 可以被 2 或被 3 整除就是 True，否則是 False
✶ not (x%2==0 or x%3==0)：如果 x 不能被 2 也不能被 3 整除就是 True，否則 False
∗ 運算子的優先順序 (Precedence of operators)
| 優先層次 (由高至低) |
分類 | 運算子 |
|---|---|---|
| 6 | 乘法 | * / // % |
| 5 | 加法 | + - |
| 4 | 關係 | == != < > <= >= |
| 3 | 邏輯 | not |
| 2 | 邏輯 | and |
| 1 | 邏輯 | or |
▸ 例如 10<x*5 and y-6<2 的計算順序為 (假設 x=3，y=10)：
1. 先做乘減運算：x*5 (15)， y-6 (4)
2. 然後關係運算：10<15 (True), 4<2 (False)
3. 最後為邏輯運算：True and False → 結果為 False
▸ 註：Python 的關係比較有較為簡潔的語法：if a < x < b
✶ 其他程式語言需寫成：if a<x and x<b
(2) 決策
∗ 決策 (Decision)：依照條件來判斷哪些程式片段該執行，哪些不執行
▸ 亦稱為選擇 (Selection) 或條件 (Condition)，決策指令稱為 Decision statement, selection statement, 或 conditional statement
▸ Python 的決策指令：if
∗ 二元決策 (Binary decision)
▸ 語法：
if <condition>:
statements1
else:
statements2
✶ if <condition>：if 之後跟隨一個布林值或布林表示式 <condition>，稱為「條件」(Condition)
✶ if 是複合指令，因此結尾需有冒號
✶ statements1：是 if 的本體區塊 (Body block)，需要縮排一層， 如果布林判斷為真就執行此區的指令群
✶ else 是複合指令，因此結尾也需要有冒號
✶ statements2：是 else 的本體區塊，需要縮排一層， 如果布林判斷為假就執行此區裡的指令群
▸ 範例：如果 x 不能被 2 整除則印出 x 是奇數，否則印出 x 是偶數
ch7/evenOdd.py
x = 15
if x % 2:
print(f'{x} 是奇數')
else:
print(f'{x} 是偶數')
✶ 條件判斷 if x % 2：如果 x 不能被 2 整除(註：不是 0 的數值就是 True)
✶ 如果條件判斷為 True 則執行 if 的本體指令， 否則執行 else 的本體指令
▸ 練習 7-1
∗ if 指令可以沒有 else 部份
▸ 語法：
if <condition>:
statements
▸ 範例：如果 x 小於 0 則印出 x 是負數，否則就結束 if 指令
ch7/negative.py
x = -10
if x < 0:
print(f'{x} 是負數')
print('此訊息一定會印出')
∗ 巢狀條件 (Nested conditionals)
▸ 在 if 或 else 的本體中包含其他決策，語法：
if <condition_a>:
statements_a
else:
if <condition_b>:
statements_b
else:
statements_c
✶ 如果 <condition_a> 條件判斷成立，就執行第一層 if 的本體指令 (statements_a)，否則執行 else 的本體指令； 如果此區塊中的 <condition_b> 條件判斷成立，就執行第二層 if 的本體指令 (statements_b)， 否則執行第二層 else 的本體指令 (statements_c)
▸ 例如：
ch7/nestedIf.py
x = 3
y = 5
if x < y:
print('x 小於 y')
else:
if x > y:
print('x 大於 y')
else:
print('x 一定等於 y')
▸ 練習 7-2
∗ 鏈狀條件 (Chained conditionals)
▸ 一個 if 判斷，接下來一連串 elif 判斷 (elif 是 else if 的縮寫)，最後是 else 判斷：
if <condition_a>:
statements_a
elif <condition_b>:
statements_b
elif <condition_c>:
statements_c
...
else:
statements_n
✶ 如果條件判斷成立，就執行 if 的區塊指令，否則再判斷條件 (elif)， 以此類推，否則就執行 else 區塊的指令
▸ 範例：
ch7/chainedIf.py
x = 3
y = 5
if x < y:
print('x 小於 y')
elif x > y:
print('x 大於 y')
else:
print('x 一定等於 y')