if结构

单分支结构

计算机之所以能做很多自动化的任务，因为它可以自己做条件判断。

比如，输入用户年龄，根据年龄打印不同的内容，在Python程序中，用if语句实现：

age = 20
if age >= 18:
print('your age is', age)
print('adult')

双分支结构

根据Python的缩进规则，如果if语句判断是True，就把缩进的两行print语句执行了，否则，什么也不做。

也可以给if添加一个else语句，意思是，如果if判断是False，不要执行if的内容，去把else执行了：

age = 3
if age >= 18:
print('your age is', age)
print('adult')
else:
print('your age is', age)
print('teenager')

注意不要少写了冒号:。

分支嵌套结构

#方式一：判断的嵌套;
age=int(input('请输入你的年龄:'))
#TypeError: '<' not supported between instances of 'str' and 'int' input返回的字符串类型
if age <18: #数字判断
if age<0:
print('不符合条件')
else:
print('未成年人')
else:
if age<200:
print('成年人')
else:
print('超出碳基生命的极限!')

多分支结构

当然上面的判断是很粗略的，完全可以用elif做更细致的判断：

age = 3
if age >= 18:
print('adult')
elif age >= 6:
print('teenager')
else:
print('kid')

elif是else if的缩写，完全可以有多个elif，所以if语句的完整形式就是：

if <条件判断1>:
<执行1>
elif <条件判断2>:
<执行2>
elif <条件判断3>:
<执行3>
else:
<执行4>

if语句执行有个特点，它是从上往下判断，如果在某个判断上是True，把该判断对应的语句执行后，就忽略掉剩下的elif和else，所以，请测试并解释为什么下面的程序打印的是teenager：

age = 20
if age >= 6:
print('teenager')
elif age >= 18:
print('adult')
else:
print('kid')

if判断条件还可以简写，比如写：

if x:
print('True')

只要x是非零数值、非空字符串、非空list等，就判断为True，否则为False。

input函数

最后看一个有问题的条件判断。很多同学会用input()读取用户的输入，这样可以自己输入，程序运行得更有意思：

birth = input('birth: ')
if birth < 2000:
print('00前')
else:
print('00后')

输入1982，结果报错：

Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: unorderable types: str() > int()

这是因为input()返回的数据类型是str，str不能直接和整数比较，必须先把str转换成整数。Python提供了int()函数来完成这件事情：

s = input('birth: ')
birth = int(s)
if birth < 2000:
print('00前')
else:
print('00后')

再次运行，就可以得到正确地结果。但是，如果输入abc呢？又会得到一个错误信息：

Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
ValueError: invalid literal for int() with base 10: 'abc'

原来int()函数发现一个字符串并不是合法的数字时就会报错，程序就退出了。

如何检查并捕获程序运行期的错误呢？后面的错误和调试会讲到。

练习

小明身高1.75，体重80.5kg。请根据BMI公式（体重除以身高的平方）帮小明计算他的BMI指数，并根据BMI指数：

• 低于18.5：过轻

• 18.5-25：正常

• 25-28：过重

• 28-32：肥胖

• 高于32：严重肥胖

# print('''
# ╔———————系统监控功能菜单————————╗
# │ 1 查看CPU使用率 │
# │ 2 查看内存使用率 │
# │ 3 查看网络接口收发数据量 │
# │ 0 退出系统 │
# ╚————————————————————————————╝
# ''')

模式匹配

当我们用if ... elif ... elif ... else ...判断时，会写很长一串代码，可读性较差。

如果要针对某个变量匹配若干种情况，可以使用match语句。

例如，某个学生的成绩只能是A、B、C，用if语句编写如下：

score = 'B'
if score == 'A':
print('score is A.')
elif score == 'B':
print('score is B.')
elif score == 'C':
print('score is C.')
else:
print('invalid score.')

如果用match语句改写，则改写如下：

score = 'B'

match score:
case 'A':
print('score is A.')
case 'B':
print('score is B.')
case 'C':
print('score is C.')
case _: # _表示匹配到其他任何情况
print('score is ???.')

使用match语句时，我们依次用case xxx匹配，并且可以在最后（且仅能在最后）加一个case _表示“任意值”，代码较if ... elif ... else ...更易读。

复杂匹配

match语句除了可以匹配简单的单个值外，还可以匹配多个值、匹配一定范围，并且把匹配后的值绑定到变量：

age = 15

match age:
case x if x < 10:
print(f'< 10 years old: {x}')
case 10:
print('10 years old.')
case 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18:
print('11~18 years old.')
case 19:
print('19 years old.')
case _:
print('not sure.')

在上面这个示例中，第一个case x if x < 10表示当age < 10成立时匹配，且赋值给变量x，第二个case 10仅匹配单个值，第三个case 11|12|...|18能匹配多个值，用|分隔。

可见，match语句的case匹配非常灵活。

匹配列表

match语句还可以匹配列表，功能非常强大。

我们假设用户输入了一个命令，用args = ['gcc', 'hello.c']存储，下面的代码演示了如何用match匹配来解析这个列表：

args = ['gcc', 'hello.c', 'world.c']
# args = ['clean']
# args = ['gcc']

match args:
# 如果仅出现gcc，报错:
case ['gcc']:
print('gcc: missing source file(s).')
# 出现gcc，且至少指定了一个文件:
case ['gcc', file1, *files]:
print('gcc compile: ' + file1 + ', ' + ', '.join(files))
# 仅出现clean:
case ['clean']:
print('clean')
case _:
print('invalid command.')

第一个case ['gcc']表示列表仅有'gcc'一个字符串，没有指定文件名，报错；

第二个case ['gcc', file1, *files]表示列表第一个字符串是'gcc'，第二个字符串绑定到变量file1，后面的任意个字符串绑定到*files，它实际上表示至少指定一个文件；

第三个case ['clean']表示列表仅有'clean'一个字符串；

最后一个case _表示其他所有情况。

可见，match语句的匹配规则非常灵活，可以写出非常简洁的代码。

match status:
case 401|402|403|404:
return "Fail"
case 200:
return "Success"