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====== 第四章：条件语句 ======

===== 本章目标 =====

完成本章学习后，你将能够：
  * 熟练使用if、elif、else进行条件判断
  * 理解Python的真值判断机制
  * 掌握match-case模式匹配（Python 3.10+）
  * 编写清晰、高效的判断逻辑

===== if语句基础 =====

==== 基本语法 ====

<code python>
# 简单if
age = 20
if age >= 18:
    print("你已经成年")

# if-else
score = 75
if score >= 60:
    print("及格")
else:
    print("不及格")

# if-elif-else
temperature = 25
if temperature > 30:
    print("炎热")
elif temperature > 20:
    print("舒适")  # 输出
elif temperature > 10:
    print("凉爽")
else:
    print("寒冷")
</code>

==== 多分支判断 ====

<code python>
def get_grade(score):
    if score >= 90:
        return "A"
    elif score >= 80:
        return "B"
    elif score >= 70:
        return "C"
    elif score >= 60:
        return "D"
    else:
        return "F"

print(get_grade(85))  # B
</code>

===== 条件表达式详解 =====

==== 真值判断 ====

在条件语句中，以下值被视为**False**：
  * None
  * False
  * 零值：0, 0.0, 0j
  * 空序列："", [], (), range(0)
  * 空映射：{}
  * 空集合：set()

其他所有值都被视为**True**。

<code python>
# 检查列表是否为空
items = []
if items:  # 等同于 if len(items) > 0
    print("列表非空")
else:
    print("列表为空")  # 输出

# 检查字符串
name = ""
if name:
    print(f"你好，{name}")
else:
    print("请输入名字")  # 输出

# 检查None
data = None
if data:
    print("有数据")
else:
    print("无数据")  # 输出
</code>

==== 复合条件 ====

<code python>
# 使用and/or
age = 25
income = 50000

if age >= 18 and income >= 30000:
    print("符合贷款条件")

# 使用not
is_logged_in = False
if not is_logged_in:
    print("请先登录")

# 复杂条件
user = {"name": "Alice", "age": 20, "verified": True}
if user.get("age", 0) >= 18 and user.get("verified"):
    print("已认证成年用户")
</code>

==== 简化条件 ====

<code python>
# 不推荐：与True/False比较
if is_valid == True:  # 冗余
    pass

# 推荐
if is_valid:
    pass

# 不推荐：显式比较None
if x == None:  # 应该用is
    pass

# 推荐
if x is None:
    pass

# 检查值是否在列表中
if x == 1 or x == 2 or x == 3:
    pass

# 更简洁
if x in (1, 2, 3):
    pass
</code>

===== 嵌套条件语句 =====

==== 基本嵌套 ====

<code python>
is_member = True
purchase_amount = 150

if is_member:
    if purchase_amount >= 100:
        discount = 0.2
    else:
        discount = 0.1
else:
    if purchase_amount >= 200:
        discount = 0.1
    else:
        discount = 0

print(f"折扣: {discount * 100}%")
</code>

==== 重构嵌套（扁平化）====

<code python>
# 上面的代码可以重构为更扁平的结构
if is_member and purchase_amount >= 100:
    discount = 0.2
elif is_member:
    discount = 0.1
elif purchase_amount >= 200:
    discount = 0.1
else:
    discount = 0
</code>

===== 模式匹配 match-case =====

Python 3.10+引入了**结构化模式匹配**（类似其他语言的switch-case但更强大）：

==== 基本匹配 ====

<code python>
def http_status(status):
    match status:
        case 200:
            return "OK"
        case 404:
            return "Not Found"
        case 500:
            return "Server Error"
        case _:
            return "Unknown Status"

print(http_status(404))  # Not Found
</code>

==== 或模式 ====

<code python>
def get_day_type(day):
    match day:
        case "Saturday" | "Sunday":
            return "周末"
        case "Monday" | "Tuesday" | "Wednesday" | "Thursday" | "Friday":
            return "工作日"
        case _:
            return "无效日期"
</code>

==== 捕获值 ====

<code python>
def describe_point(point):
    match point:
        case (0, 0):
            return "原点"
        case (x, 0):
            return f"x轴上的点，x={x}"
        case (0, y):
            return f"y轴上的点，y={y}"
        case (x, y):
            return f"点 ({x}, {y})"
        case _:
            return "不是点"

print(describe_point((0, 0)))     # 原点
print(describe_point((5, 0)))     # x轴上的点，x=5
print(describe_point((3, 4)))     # 点 (3, 4)
</code>

==== 匹配数据结构 ====

<code python>
def handle_command(command):
    match command:
        case ["quit"]:
            return "退出程序"
        
        case ["load", filename]:
            return f"加载文件: {filename}"
        
        case ["save", filename, *options]:
            return f"保存文件: {filename}, 选项: {options}"
        
        case ["copy", src, dst]:
            return f"复制 {src} 到 {dst}"
        
        case {"type": "click", "x": x, "y": y}:
            return f"点击位置: ({x}, {y})"
        
        case {"type": "key", "key": key}:
            return f"按下按键: {key}"
        
        case _:
            return "未知命令"

print(handle_command(["load", "data.txt"]))
print(handle_command(["save", "out.txt", "--force", "--backup"]))
print(handle_command({"type": "click", "x": 100, "y": 200}))
</code>

===== 条件语句最佳实践 =====

==== 1. 避免深层嵌套 ====

<code python>
# 不好的代码（箭头代码）
def process_order_bad(order):
    if order:
        if order.is_valid():
            if order.has_stock():
                if order.payment_processed():
                    return order.ship()
                else:
                    return "支付失败"
            else:
                return "库存不足"
        else:
            return "订单无效"
    else:
        return "无订单"

# 好的代码（提前返回）
def process_order_good(order):
    if not order:
        return "无订单"
    if not order.is_valid():
        return "订单无效"
    if not order.has_stock():
        return "库存不足"
    if not order.payment_processed():
        return "支付失败"
    return order.ship()
</code>

==== 2. 使用卫语句 ====

<code python>
def calculate_discount(price, is_member):
    # 卫语句处理异常情况
    if price < 0:
        raise ValueError("价格不能为负")
    if price == 0:
        return 0
    
    # 主逻辑
    if is_member:
        return price * 0.9
    return price
</code>

==== 3. 适当使用策略模式 ====

<code python>
# 用字典代替多个if-elif
def operation_add(a, b): return a + b
def operation_sub(a, b): return a - b
def operation_mul(a, b): return a * b
def operation_div(a, b): return a / b if b != 0 else float('inf')

operations = {
    '+': operation_add,
    '-': operation_sub,
    '*': operation_mul,
    '/': operation_div,
}

def calculate(a, b, op):
    return operations.get(op, lambda a, b: None)(a, b)
</code>

===== 本章练习 =====

1. **BMI计算器**：根据身高体重计算BMI并输出健康状态
2. **闰年判断**：编写函数判断某年是否为闰年（四年一闰，百年不闰，四百年再闰）
3. **计算器**：使用match-case实现支持+、-、*、/的计算器
4. **成绩等级**：输入成绩，输出等级（A、B、C、D、F）及评价
5. **日期有效性**：判断输入的年月日是否构成有效日期

===== 本章小结 =====

本章我们学习了：
  * if、elif、else的基本用法
  * 真值判断机制
  * 复合条件和条件简化
  * Python 3.10+的match-case模式匹配
  * 条件语句的最佳实践

下一章：[[python_course:chapter05|第五章：循环语句]]
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