如何在 Python 中使用 if 语句控制程序执行流程

理解条件测试之后，就可以开始编写 if 语句了。if 语句的形式多样，具体选择哪一种取决于需要测试的条件数量。在之前讨论条件测试时，我们已经看到了一些 if 语句的例子。接下来，我们将更深入地探讨这个主题。

简单的 if 语句

最基本的 if 语句由一个条件测试和一个相应的操作组成：

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if conditional_test:
    do something

这里的 conditional_test 可以是任何返回布尔值（True 或 False）的表达式。如果测试结果为 True，Python 会执行紧跟其后的缩进代码块；如果结果为 False，则跳过这些代码。

例如，如果你想知道某个人是否达到了投票年龄，可以这样编写代码：

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age = 19
if age >= 18:
    print("You are old enough to vote!")

在此示例中，Python 检查变量 age 是否大于或等于 18。如果是，它将执行缩进的 print() 函数调用：

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You are old enough to vote!

与 for 循环相似，在 if 语句中，缩进决定了哪些代码会在条件满足时被执行。如果条件成立，所有缩进的代码行都将被执行；否则，它们将被忽略。

你可以根据需求，在 if 语句后的代码块中添加多个操作。比如，在告知用户他们已达到投票年龄的同时，询问他们是否已完成选民登记：

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age = 19
if age >= 18:
    print("You are old enough to vote!")
    print("Have you registered to vote yet?")

当条件测试通过时，两个 print() 语句都会被执行：

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You are old enough to vote!
Have you registered to vote yet?

然而，如果 age 小于 18，整个代码块将不会有任何输出。

if-else 语句

在许多情况下，你可能需要根据条件测试的结果执行不同的操作：如果条件通过，则执行一个操作；如果条件不通过，则执行另一个操作。在这种情形下，可以使用 Python 提供的 if-else 语句。if-else 语句不仅允许你在条件为真时执行特定代码块，还能让你指定当条件为假时要执行的操作。

考虑下面的例子，其中我们检查一个人是否达到了投票年龄，并根据不同情况显示不同的消息：

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age = 17
if age >= 18:
    print("You are old enough to vote!")
    print("Have you registered to vote yet?")
else:
    print("Sorry, you are too young to vote.")
    print("Please register to vote as soon as you turn 18!")

在这个示例中，如果第二行处的条件测试（age >= 18）为 True，就会执行第一组缩进的代码块，输出两条消息告知用户他们已达到投票年龄，并询问是否已经登记投票。但如果条件测试结果为 False，程序则会跳到第四处的 else 代码块，执行另一组打印语句，提示用户他们还未达到投票年龄，并鼓励他们在年满 18 岁时登记投票。

由于这次 age 值小于 18，因此条件测试未通过，程序执行了 else 部分的代码：

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Sorry, you are too young to vote.
Please register to vote as soon as you turn 18!

上述代码展示了 if-else 结构的一种常见用法，它非常适合用于处理只有两种可能的情形——要么满足某个条件，要么不满足。无论条件测试的结果如何，在这种简单的 if-else 结构中，总会执行两个代码块中的一个。

if-elif-else 语句

当你需要检查超过两个条件时，可以使用 Python 提供的 if-elif-else 语句。在这种结构中，Python 只会执行其中一个代码块。它会依次检查每个条件测试，直到找到第一个通过的条件测试为止。一旦某个条件测试通过，Python 将执行紧跟在其后的代码，并跳过剩余的条件测试。

在现实世界中，常常需要处理多于两种的情形。例如，考虑一个根据年龄段收费的游乐场规则：

4 岁以下免费。
4 岁（含）至 18 岁收费 25 美元。
年满 18 岁收费 40 美元。

如何用一条 if-elif-else 语句来确定门票价格呢？以下是一个示例代码，用于确定一个人所属的年龄段，并打印包含门票价格的消息：

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age = 12
if age < 4:
    print("Your admission cost is $0.")
elif age < 18:
    print("Your admission cost is $25.")
else:
    print("Your admission cost is $40.")

在这个示例中，第二行处的 if 测试检查一个人是否未满 4 岁。如果是，Python 就会打印一条合适的消息，并跳过其余的测试。第四行处的 elif 实际上是一个附加的 if 测试，仅在前面的测试未通过时运行。如果这个人未满 18 岁，Python 将打印相应的消息，并跳过 else 代码块。如果 if 和 elif 测试都未通过，Python 将执行第六行处的 else 代码块中的代码。

在这个具体的例子中，因为年龄为 12 岁，所以 if 测试的结果为 False，因此不执行其代码块。elif 测试的结果为 True（12 小于 18），因此执行其代码块。输出如下：

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Your admission cost is $25.

当年龄达到或超过 18 岁时，前两个条件测试都不会通过，在这种情况下，将执行 else 代码块，指出门票价格为 40 美元。

为了使代码更简洁，可以在 if-elif-else 代码块中只设置门票价格，而不是直接打印消息。这样可以在后续统一打印票价信息：

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age = 12

if age < 4:
    price = 0
elif age < 18:
    price = 25
else:
    price = 40

print(f"Your admission cost is ${price}.")

这种方式下，缩进的代码行根据年龄设置变量 price 的值。在 if-elif-else 语句中设置好 price 之后，一个未缩进的 print() 函数调用将根据这个变量的值打印出一条消息，指出门票价格。

这种方法不仅简化了代码，还提高了效率：只需修改一处 print() 函数即可调整输出消息的内容，而不是修改多个地方。这使得代码更容易维护和更新。

使用多个 elif 代码块

你可以根据需要使用任意数量的 elif 代码块。假设前述游乐场希望为老年人提供折扣，可以再添加一个条件测试来判断顾客是否符合打折条件。下面的例子中，假设年满 65 岁的老人可以享受半价（即 20 美元）的门票价格：

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age = 12

if age < 4:
    price = 0
elif age < 18:
    price = 25
elif age < 65:
    price = 40
else:
    price = 20

print(f"Your admission cost is ${price}.")

这些代码大多未变。第二个 elif 代码块通过检查确定年龄不到 65 岁后，才将门票价格设置为全票价格——40 美元。请注意，在 else 代码块中，必须将所赋的值改为 20，因为仅当年龄达到 65 岁时，才会执行这个代码块。

省略 else 代码块

Python 并不要求 if-elif 结构后面必须有 else 代码块。在某些情况下，else 代码块很有用；而在其他情况下，使用一条 elif 语句来处理特定的情形会更清晰：

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age = 12

if age < 4:
    price = 0
elif age < 18:
    price = 25
elif age < 65:
    price = 40
elif age >= 65:
    price = 20

print(f"Your admission cost is ${price}.")

最后的 elif 代码块在顾客年满 65 岁时，将价格设置为 20 美元。这比使用 else 代码块更清晰一些。经过这样的修改，每个代码块都仅在通过了相应的条件测试时才会执行。

else 是一条包罗万象的语句，只要不满足任何 if 或 elif 中的条件测试，其中的代码就会执行。这可能引入无效甚至恶意的数据。如果知道最终要测试的条件，应考虑使用一个 elif 代码块来代替 else 代码块。这样就可以肯定，仅当满足相应的条件时，代码才会执行。

测试多个条件

尽管 if-elif-else 语句功能强大，但它们只适用于只有一个条件满足的情况：在遇到通过了的条件测试后，Python 就会跳过余下的条件测试。这种行为效率很高，让你能够专注于一个特定的条件。

然而，有时候你必须检查所有关心的条件。在这种情况下，应该使用一系列不包含 elif 和 else 代码块的简单 if 语句。在可能有多个条件为 True，且需要在每个条件为 True 时都采取相应措施时，适合使用这种方法。

下面再来看看前面的比萨店示例。如果顾客点了两种配料，就需要确保在其比萨中放入这些配料：

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requested_toppings = ['mushrooms', 'extra cheese']

if 'mushrooms' in requested_toppings:
    print("Adding mushrooms.")
if 'pepperoni' in requested_toppings:
    print("Adding pepperoni.")
if 'extra cheese' in requested_toppings:
    print("Adding extra cheese.")

print("\nFinished making your pizza!")

首先创建一个列表，其中包含顾客点的配料。第一条 if 语句检查顾客是否点了蘑菇（mushrooms）。如果点了，就打印一条确认消息。第二个 if 语句检查配料辣香肠（pepperoni），而不是 elif 或 else 语句。因此，无论前一个条件测试是否通过，都将执行这个测试。最后一条 if 语句检查顾客是否要求多加芝士（extra cheese）；不管前两个条件测试的结果如何，都会执行这些代码。每当这个程序运行时，都会执行这三个独立的条件测试。

因为这个示例检查了每个条件，所以将在比萨中添加蘑菇并多加芝士：

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Adding mushrooms.
Adding extra cheese.

Finished making your pizza!

如果像下面这样转而使用 if-elif-else 语句，代码将不能正确运行，因为只要有一个条件测试通过，就会跳过余下的条件测试：

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requested_toppings = ['mushrooms', 'extra cheese']

if 'mushrooms' in requested_toppings:
    print("Adding mushrooms.")
elif 'pepperoni' in requested_toppings:
    print("Adding pepperoni.")
elif 'extra cheese' in requested_toppings:
    print("Adding extra cheese.")

print("\nFinished making your pizza!")

第一个条件测试检查列表中是否包含 ‘mushrooms’。它通过了，因此将在比萨中添加蘑菇。然而，Python 将跳过 if-elif-else 语句中余下的条件测试，不再检查列表中是否包含 ’extra cheese’ 和 ‘pepperoni’。结果就是，只会添加顾客点的第一种配料，不会添加其他配料：

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Adding mushrooms.

Finished making your pizza!

总之，如果你只想运行一个代码块，就使用 if-elif-else 语句；如果要运行多个代码块，就使用一系列独立的 if 语句。