3.2　选择结构

选择结构可以根据条件来控制代码的执行分支，也叫分支结构。Python使用if语句来实现分支结构。

3.2.1　分支结构的形式

分支结构包含单分支、双分支和多分支等形式，流程如图3-2（a）～（c）所示。

3.2.2　单分支结构

if语句单分支结构的语法形式如下。

其中：

（1）条件表达式：可以是关系表达式、逻辑表达式、算术表达式等。

（2）语句／语句块：可以是单个语句，也可以是多个语句。多个语句的缩进必须一致。

当条件表达式的值为真（True）时，执行if后的语句（块），否则不做任何操作，控制将转到if语句的结束点。其流程如图3-2（a）所示。

条件表达式最后被评价为bool值True（真）或False（假）。如果表达式的结果为数值类型（0）、空字符串（＂＂）、空元组（（））、空列表（[]）、空字典（{}），其bool值为False（假），否则其bool值为True（真）。例如，123、＂abc＂、（1，2）均为True。

【例3.2】　单分支结构示例（if_2desc.py）：输入两个数a和b，比较两者的大小，使得a大于b。

程序运行结果如下。

3.2.3　双分支结构

if语句双分支结构的语法形式如下。

当条件表达式的值为真（True）时，执行if后的语句（块）1，否则执行else后的语句（块）2，其流程如图3-2（b）所示。

Python提供了下列条件表达式来实现等价于其他语言的三元条件运算符（（条件）？语句1：语句2）的功能：

例如，如果x≥0，则y=x，否则y=0，可以表述为：

【例3.3】　计算分段函数：

此分段函数有以下几种实现方式，请读者自行编程测试。

（1）利用单分支结构实现。

（2）利用双分支结构实现。

（3）利用条件运算语句实现。

3.2.4　多分支结构

if语句多分支结构的语法形式如下。

该语句的作用是根据不同条件表达式的值确定执行哪个语句（块），其流程如图3-2（c）所示。

【例3.4】　已知某课程的百分制分数mark，将其转换为五级制（优、良、中、及格、不及格）的评定等级grade。评定条件如下：

根据评定条件，有以下3种方法实现。

方法一：

方法二：

方法三：

其中，方法一使用关系运算符“＞=”，按分数从大到小依次比较；方法二使用关系运算符和逻辑运算符表达完整的条件，即使语句顺序不按比较的分数从大到小依次书写，也可以得到正确的等级评定结果；方法三使用关系运算符“＞=”，但按分数从小到大依次比较。

在上述3种方法中，方法一、方法二正确，而且方法一简洁明了，方法二虽然正确，但是存在冗余条件。方法三虽然语法没有错误，但是判断结果错误：根据mark分数所得等级评定结果只有“及格”和“不及格”两种，请读者根据程序流程自行分析原因。

【例3.5】　已知坐标点（x，y），判断其所在的象限（if_coordinate.py）。

程序运行结果如下。

3.2.5　if语句的嵌套

在if语句中又包含一个或多个if语句称为if语句的嵌套，其一般形式如下。

【例3.6】　计算分段函数：

此分段函数有以下几种实现方式，请读者判断哪些是正确的，并自行编程测试正确的实现方式。

方法一（多分支结构）：

方法二（if语句嵌套结构）：

方法三：

方法四：

请读者画出每种方法相应的流程图，并进行分析测试。其中，方法一、方法二和方法三是正确的，方法四是错误的。

3.2.6　if语句的典型示例代码

if语句的典型示例代码如表3-1所示。当if或else的语句块仅包含一条语句时，该语句也可以直接写在关键字if或else的同一行后面，以使代码紧凑。

3.2.7　选择结构综合举例

【例3.7】　输入3个数，按从大到小的顺序排序（if_3desc.py）。

先比较a和b，使得a＞b；然后比较a和c，使得a＞c，此时a最大；最后比较b和c，使得b＞c。

程序运行结果如下。

【例3.8】　编程判断某一年是否为闰年（leapyear.py）。判断闰年的条件是年份能被4整除但不能被100整除，或者能被400整除，其判断流程参见图3-3。

方法一：使用一个逻辑表达式包含所有的闰年条件，相关语句如下。

方法二：使用嵌套的if语句，相关语句如下。

方法三：使用if…elif语句，相关语句如下。

方法四：使用calendar模块的isleap（）函数来判断闰年，相关语句如下。