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Selection Structures

Introduction

在我們人生中，我們會面臨很多選擇，會根據當下的情況，做出不同的決定，而程式也是一樣，我們可以根據不同的情況，執行不同的程式碼，這稱為選擇結構(Selection Structures)，是流程控制的一種。

例如，我根據學測成績，來決定要填哪些志願，或是我根據天氣，來決定要不要帶傘。

if ... elif ... else

在往下之前，請你先回想 Operators - Comparison Operators 的內容，我們可以透過比較運算子來得到一個布林值，而 if 會根據 True 或 False 來決定是否執行某段程式碼。

我們先來看一個簡單的例子:

輸入一個整數，輸出他的絕對值。

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num = int(input("Enter a number: "))

# get the absolute value of the input
if num < 0:
    num = -num

print(num)
input
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-1984
1984
ouput
1
2
1984
1984

Ivan Torrent - "1984" Lyrics Video

邏輯很簡單，如果輸入的數字小於零，那麼就將他放上負號。提醒你一下，這裡的 - 與 not 一樣，都是一元運算子，

在這個例子中，我們只有用到 if，接著我們有請 else 登場。

請看下一個例子，輸入一個整數，判斷他是奇數還是偶數。

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num = int(input("Enter a number: "))

# odd or even
if num % 2 == 0:
    print("Even")
else:
    print("Odd")
input
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1983
-1982
ouput
1
2
Odd
Even

Timecop1983 - On the Run

這裡我們用到了 else，當 if 的條件不成立時，就會執行 else 的內容。

我們再來看更複雜的例子，輸入你的分數，輸出你的評價，因為有很多種評價，所以需要用到 elif。

當 if 的條件不成立時，就會檢查下面 elif 的條件，如果 elif 的條件成立，就會執行 elif 的內容，如果目前的 elif 的條件不成立，就會檢查下一個 elif 的條件，如果所有的 elif 的條件都不成立，就會執行 else 的內容。

這樣講或許有點繞口，你可以看看下面的程式碼，應該就能理解了。

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score = int(input("Enter your score: "))

if score >= 90:
    print("A")
    print("Excellent!")
elif score >= 80:
    print("B")
elif score >= 70:
    print("C")
elif score >= 60:
    print("D")
else:
    print("F")
input
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60
90
49
ouput
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4
D
A
Excellent!
F

接下來給你一個可能會疑惑的例子: 

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score = int(input("Enter your score: "))
if score >= 60:
    print("D")
elif score >= 70:
    print("C")
elif score >= 80:
    print("B")
elif score >= 90:
    print("A")
    print("Excellent!")
else:
    print("F")
input
1
90
ouput
1
D

你可能會覺得奇怪，為什麼輸入 90 會印出 D，而不是 A，這是因為 if 的條件成立時，就會執行 if 的內容，就不會檢查 elif 的條件了。

所以，你在撰寫條件式的時候，要注意順序，以及確保每個條件是否是互斥的。

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score = int(input("Enter your score: "))

if 70 > score >= 60:
    print("D")
elif 80 > score >= 70:
    print("C")
elif 90 > score >= 80:
    print("B")
elif 100 >= score >= 90:
    print("A")
    print("Excellent!")
else:
    print("F")
input
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90
4843
55
ouput
1
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3
4
A
Excellent!
F
F

這樣就不會有問題了，但是，當我輸入超過 100 的分數時，是會印出 F 的，你該怎麼解決呢?

Nested if

if 的內容可以是另一個 if，這種結構稱為巢狀條件式(Nested if)。

舉一個例子，如果你有三個整數 a, b, c ，請你輸出最大的那個數字。

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a, b, c = map(int, input().split())
max_one = None

if a > b:
    max_one = a
    if c > max_one:
        max_one = c
else:
    max_one = b
    if c > max_one:
        max_one = c

print(max_one)
input
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10 20 30
12 12 12
-3 -4 -5
ouput
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3
30
12
-3

想法很簡單，先讓 a, b 進行比較，得到較大的那個數字，再讓 c 與 max_one 比較，得到最大的那個數字。

這裡偷偷告訴你一個神奇妙妙工具，max()，他會找出括號內的東西中最大的那個數字。

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a, b, c = map(int, input().split())
print(max(a, b, c))
input
1
114514 1919 810
ouput
1
114514

match ... case

在 Python 3.10 中，新增了 match ... case ，但遺憾的是一些古老的 Online Judge 的 Python 版本太舊不能用，但我還是想介紹給你。

我們先來看一個在 if ... elif ... else 中的例子:

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month = int(input("Enter a month (1-12): "))

# which season?
if 3 <= month <= 5:
    print("Spring")
elif 6 <= month <= 8:
    print("Summer")
elif 9 <= month <= 11:
    print("Fall")
elif month == 12 or month == 1 or month == 2:
    print("Winter")
else:
    print("Invalid month")
input
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ouput
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Spring
Summer
Fall
Winter
Invalid month

再來看看 match ... case 的版本:

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month = int(input("Enter a month (1-12): "))

match month:
    case 3 | 4 | 5:
        print("Spring")
    case 6 | 7 | 8:
        print("Summer")
    case 9 | 10 | 11:
        print("Autumn")
    case 12 | 1 | 2:
        print("Winter")
    case _:
        print("Invalid month")
input
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270
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ouput
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2
3
Invalid month
Autumn
Spring

是不是很簡潔呢?如果你有學過其他像是 C, C++, Java 等語言，你可能看過 switch .. case，但是 match ... case 更強大!

關於 match ... case 我就介紹到這裡，更重要的是，你要知道 if ... elif ... else 的用法。

@EditTime : 2024-01-29 12:32

Practice

Itsa - [C_MM09-易] 計算 i 次方的值

Reference code 
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i = int(input())
if i > 31:
    print("Value of more than 31")
else:
    print(1 << i)

Itsa - [C_MM13-易] 停車費計算

Reference code 
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h1, m1 = map(int, input().split())
h2, m2 = map(int, input().split())

paid = 0
minutes = (h2 - h1) * 60 + (m2 - m1)
if minutes > 240:
    paid += ((minutes - 240) // 30) * 60
    minutes = 240
if minutes > 120:
    paid += ((minutes - 120) // 30) * 40
    minutes = 120
paid += (minutes // 30) * 30

print(paid)

Itsa - [C_MM15-易] 判斷座標是否在正方形的範圍內

Reference code 
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x, y = map(int, input().split())

if 0 <= x <= 100 and 0 <= y <= 100:
    print("inside")
else:
    print("outside")

Assignment

Itsa - [C_MM16-易] 判斷座標是否在圓形的範圍內

Itsa - [C_MM19-易] 電話費計算

Itsa - [C_MM24-易] 計算薪水

Itsa - [C_MM32-易] Armstrong數

Itsa - [C_MM35-易] 平、閏年判定

Itsa - [C_MM36-易] 季節判定

Itsa - [C_MM37-易] 判斷座標位於何處

Itsa - [C_MM38-易] 判斷3整數是否能構成三角形之三邊長

Itsa - [C_MM39-易] 判斷是何種三角形

Itsa - [C_MM46-易] 複數運算

Itsa - [C_AR36-易] 星座查詢

@EditTime : 2024-01-29 14:38