【Python】条件语句、pass语句、assert断言详解

墨蓝 2022-08-30 04:24 350阅读 0赞

### 条件语句、pass语句、assert断言详解 ###

*  if else 三种形式
 *   *  事例
 *  if else 如何判断表达式是否成立
 *  if else 对缩进的要求
 *   *  缩进多少合适？
     *  所有语句都要缩进
     *  同一代码块缩进量要相同
     *  不要随便缩进
 *  if 语句嵌套
 *  pass 语句及其作用
 *  assert 断言函数及用法
 *   *  如何合理使用 assert

# if else 三种形式 #

前面我们看到的代码都是顺序执行的，也就是先执行第1条语句，然后是第2条、第3条……一直到最后一条语句，这称为顺序结构。

> 但是对于很多情况，顺序结构的代码是远远不够的，比如一个程序限制了只能成年人使用，儿童因为年龄不够，没有权限使用。这时候程序就需要做出判断，看用户是否是成年人，并给出提示。

在 Python 中，可以使用 `if else` 语句对条件进行判断，然后根据不同的结果执行不同的代码，这称为选择结构或者分支结构。

<table>  if else 分支语句的三种形式  
 <tbody> 
  <tr> 
   <th> 语法格式</th> 
   <th> 执行流程</th> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td> if 表达式：<br> &nbsp;&nbsp;&nbsp; 代码块</td> 
   <td> <img alt="if语句执行流程" src="https://img-blog.csdnimg.cn/20210719100441839.png"></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td> if 表达式：<br> &nbsp;&nbsp;&nbsp; 代码块 1<br> else：<br> &nbsp;&nbsp;&nbsp; 代码块 2</td> 
   <td> <img alt="if else语句执行流程" src="https://img-blog.csdnimg.cn/20210719100524759.png"></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td> if 表达式 1：<br> &nbsp;&nbsp;&nbsp; 代码块 1<br> elif 表达式 2：<br> &nbsp;&nbsp;&nbsp; 代码块 2<br> elif 表达式 3：<br> &nbsp;&nbsp;&nbsp; 代码块 3<br> ...//其它elif语句<br> else：<br> &nbsp;&nbsp;&nbsp; 代码块 n</td> 
   <td> <img alt="if elif else语句执行流程" src="https://img-blog.csdnimg.cn/2021071910055742.png"></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

> 以上三种形式中，第二种和第三种形式是相通的，如果第三种形式中的 elif 块不出现，就变成了第二种形式。  
>   
> 另外，elif 和 else 都不能单独使用，必须和 if 一起出现，并且要正确配对。

对语法格式的说明：

*  “`表达式`” 可以是一个单一的值或者变量，也可以是由运算符组成的复杂语句，形式不限，只要它能得到一个值就行。不管“`表达式`”的结果是什么类型，if else 都能判断它是否成立（真或者假）。
 *  “`代码块`”由相同缩进量的若干条语句组成。
 *  if、elif、else 语句的最后都有冒号`:`，不要忘记。

一旦某个表达式成立，Python 就会执行它后面对应的代码块；

*  如果所有表达式都不成立，那就执行 `else` 后面的代码块；
 *  如果没有 `else` 部分，那就什么也不执行。

执行过程最简单的就是第一种形式——只有一个 if 部分。

*  如果表达式成立（真），就执行后面的代码块；
 *  如果表达式不成立（假），就什么也不执行。

对于第二种形式，

*  如果表达式成立，就执行 if 后面紧跟的代码块1；
 *  如果表达式不成立，就执行 else 后面紧跟的代码块2。

对于第三种形式，

*  Python 会从上到下逐个判断表达式是否成立，一旦遇到某个成立的表达式，就执行后面紧跟的语句块；此时，剩下的代码就不再执行了，不管后面的表达式是否成立。
 *  如果所有的表达式都不成立，就执行 else 后面的代码块。

总起来说，不管有多少个分支，都只能执行一个分支，或者一个也不执行；不能同时执行多个分支。

## 事例 ##

【实例1】使用第一种选择结构判断用户是否符合条件：

age = int(input("请输入你的年龄："))
    
    if age < 18:
        print("你还未成年，建议在家人陪同下使用该软件！")
        print("如果你已经得到了家长的同意，请忽略以上提示。")
        
    # 该语句不属于if的代码块
    print("软件正在使用中...")

# 运行结果1：
    请输入你的年龄：16↙
    你还未成年，建议在家人陪同下使用该软件！
    如果你已经得到了家长的同意，请忽略以上提示。
    软件正在使用中...
    
    # 运行结果2：
    请输入你的年龄：24↙
    软件正在使用中...

从运行结果可以看出，

*  如果输入的年龄小于 18，就执行 if 后面的语句块；
 *  如果输入的年龄大于等于 18，就不执行 if 后面的语句块。

这里的语句块就是`缩进四个空格`的两个 print() 语句。

【实例2】改进上面的代码，年龄不符合时退出程序：

import sys
    
    age = int(input("请输入你的年龄："))
    if age < 18:
        print("警告：你还未成年，不能使用该软件！")
        print("未成年人应该好好学习，读个好大学，报效祖国。")
        sys.exit()
    else:
        print("你已经成年，可以使用该软件。")
        print("时间宝贵，请不要在该软件上浪费太多时间。")
    print("软件正在使用中...")

#运行结果1：
    请输入你的年龄：16↙
    警告：你还未成年，不能使用该软件！
    未成年人应该好好学习，读个好大学，报效祖国。
    
    #运行结果2：
    请输入你的年龄：20↙
    你已经成年，可以使用该软件。
    时间宝贵，请不要在该软件上浪费太多时间。
    软件正在使用中...

sys 模块的 `exit()` 函数用于退出程序。

【实例3】判断一个人的身材是否合理：

height = float(input("输入身高（米）："))
    weight = float(input("输入体重（千克）："))
    bmi = weight / (height * height)  # 计算BMI指数
    
    if bmi < 18.5:
        print("BMI指数为：" + str(bmi))
        print("体重过轻")
    elif 18.5 <= bmi < 24.9:
        print("BMI指数为：" + str(bmi))
        print("正常范围，注意保持")
    elif bmi >= 24.9 and bmi < 29.9:
        print("BMI指数为：" + str(bmi))
        print("体重过重")
    else:
        print("BMI指数为：" + str(bmi))
        print("肥胖")

输入身高（米）：1.78
    输入体重（千克）：65
    BMI指数为：20.515086478979924
    正常范围，注意保持

需要强调的是，Python 是一门非常独特的编程语言，它通过缩进来识别代码块，具有相同缩进量的若干行代码属于同一个代码块，所以你不能胡乱缩进，这样很容易导致语法错误

> 在其他语言中（如 C语言、C++、Java 等），选择结构还包括 switch 语句，也可以实现多重选择，但是在 Python 中没有 switch 语句，所以当要实现多重选择的功能时，只能使用 if else 分支语句。

# if else 如何判断表达式是否成立 #

上面说过，if 和 elif 后面的“`表达式`”的形式是很自由的，只要表达式有一个结果，不管这个结果是什么类型，Python 都能判断它是“`真`”还是“`假`”。

布尔类型（bool）只有两个值，分别是 True 和 False，Python 会把 True 当做“真”，把 False 当做“假”。

对于数字， `0 和 0.0` 当做“`假`”，把其它值当做“`真`”。

对于其它类型，`当对象为空或者为 None 时`，会把它们当做“`假`”，其它情况当做`真`。比如，下面的表达式都是不成立的：

0 或 0.0 "假"
    ""  #空字符串
    []  #空列表
    ()  #空元组
    {
        }  #空字典
    None  #空值

【实例】if elif 判断各种类型的表达式：

b = False
    if b:
        print('b是True')
    else:
        print('b是False')
    # b是False
    
    n = 0
    if n:
        print('n不是零值')
    else:
        print('n是零值')
    # n是零值
        
    s = ""
    if s:
        print('s不是空字符串')
    else:
        print('s是空字符串')
    # s是空字符串
        
    l = []
    if l:
        print('l不是空列表')
    else:
        print('l是空列表')
    # l是空列表 
        
    d = {
        }
    if d:
        print('d不是空字典')
    else:
        print('d是空字典')
    # d是空字典    
        
    def func():
        print("函数被调用")
        
    if func():
        print('func()返回值不是空')
    else:
        print('func()返回值为空')
    # 输出：
    # 函数被调用
    # func()返回值为空

说明：对于没有 `return` 语句的函数，返回值为空，也即 None。

# if else 对缩进的要求 #

Python 是以缩进来标记代码块的，代码块一定要有缩进，没有缩进的不是代码块。

另外，同一个代码块的缩进量要相同，缩进量不同的不属于同一个代码块。

`if、elif 和 else 后面的代码块一定要缩进，而且缩进量要大于 if、elif 和 else 本身`。例如，下面的代码就是一个反面教材：

age = int(input("请输入你的年龄："))
    if age < 18:
    print("警告：你还未成年，不能使用该软件！")
    else:
    print("你已经成年，可以使用该软件。")

本例中的 print() 函数和 if、else 语句是对齐的，在同一条竖线上，都没有缩进，所以 print() 就不是 if、else 的代码块了，这会导致 Python 解释器找不到 if、else 的代码块，从而报出如下错误：

SyntaxError: expected an indented block

总之，if、else 后面的代码一定要缩进，否则就不能构成 if、else 的执行体。

## 缩进多少合适？ ##

Python 要求代码块必须缩进，但是却没有要求缩进量，你可以缩进 n 个空格，也可以缩进 n 个 Tab 键的位置。

但是从编程习惯的角度看，建议缩进 1 个 Tab 键的位置，或者缩进 4 个空格；

它们两者其实是等价的，很多编辑器都可以将 Tab 键设置为 4 个空格，比如，IDLE 中默认 Tab 键就是 4 个空格。

## 所有语句都要缩进 ##

一个代码块的所有语句都要缩进，而且缩进量必须相同。

如果某个语句忘记缩进了，Python 解释器并不一定会报错，但是程序的运行逻辑往往会有问题。请看下面的代码：

age = int( input("请输入你的年龄：") )
    if age < 18 :
        print("你还未成年，建议在家人陪同下使用该软件！")
    print("未成年人如果得到了家长的同意，请忽略以上提示。")  #忘记缩进

这段代码并没有语法错误，但是它的运行逻辑是不对的，比如，输入 16 的运行结果如下：

请输入你的年龄：24↙
    未成年人如果得到了家长的同意，请忽略以上提示。

用户的年龄分明大于 18，但是却出现了“未成年人”的提示，画面非常尴尬，这是因为第二个 print() 语句没有缩进，if 没有把它和第一个 print() 语句当做同一个代码块，所以它不是 if 执行体的一部分。

解决这个错误也很容易，让第二个 print() 缩进 4 个空格即可。

## 同一代码块缩进量要相同 ##

Python 虽然不限制代码块的缩进量，你可以随意缩进 n 个空格，但是，同一个代码块内的所有语句都必须拥有相同的缩进量，不能一会缩进 2 个空格，一会缩进 4 个空格。下面的代码是一个反面教材：

age = int( input("请输入你的年龄：") )
    if age < 18 :
        print("你还未成年，建议在家人陪同下使用该软件！")
          print("未成年人如果得到了家长的同意，请忽略以上提示。")  #缩进量不对

运行这段代码，Python 解释器会报出语法错误：

SyntaxError: unexpected indent

这段代码中，第一个 print() 语句缩进了 4 个空格，第二个 print() 语句缩进了 6 个空格，缩进量不同导致它们不是同一个代码块。Python 会认为第一个 print() 语句是 if 的执行体，而第二个 print() 是一个意外的存在，不知道该把它当做谁的代码块，所以解析失败，报错。

总之，位于同一个代码块中的所有语句必须拥有相同的缩进量，多一个空格或者少一个空格都不行。

## 不要随便缩进 ##

需要注意的是，不需要使用代码块的地方千万不要缩进，一旦缩进就会产生一个代码块。下面的代码是一个反面教材：

info = "www.qinjl.com"
        print(info)

这两条简单的语句没有包含分支、循环、函数、类等结构，不应该使用缩进。

# if 语句嵌套 #

`if、if else 和 if elif else`，这 3 种条件语句之间可以相互嵌套。

例如，在最简单的 if 语句中嵌套 if else 语句，形式如下：

if 表达式 1：
        if 表示式 2：
            代码块 1
        else：
            代码块 2

再比如，在 if else 语句中嵌套 if else 语句，形式如下：

if 表示式 1：
        if 表达式 2：
            代码块 1
        else：
            代码块 2
    else：
        if 表达式 3：
            代码块 3
        else：
            代码块 4

Python 中，if、if else 和 if elif else 之间可以相互嵌套。因此，在开发程序时，需要根据场景需要，选择合适的嵌套方案。

需要注意的是，在相互嵌套时，一定要严格遵守不同级别代码块的缩进规范。

【实例】判断是否为酒后驾车

如果规定，车辆驾驶员的血液酒精含量小于 `20mg/100ml` 不构成酒驾；酒精含量大于或等于 `20mg/100ml` 为酒驾；酒精含量大于或等于 `80mg/100ml` 为醉驾。先编写 Python 程序判断是否为酒后驾车。

通过梳理思路，是否构成酒驾的界限值为 `20mg/100ml`；而在已确定为酒驾的范围（大于20mg/100ml）中，是否构成醉驾的界限值为 `80mg/100ml`，整个代码执行流程应如下所示  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMyNzI3MDk1_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
由此，我们可以使用两个 if else 语句嵌套来实现：

proof = int(input("输入驾驶员每 100ml 血液酒精的含量："))
    if proof < 20:
        print("驾驶员不构成酒驾")
    else:
        if proof < 80:
            print("驾驶员已构成酒驾")
        else:
            print("驾驶员已构成醉驾")

运行结果为：

输入驾驶员每 100ml 血液酒精的含量：10
    驾驶员不构成酒驾

当然，这个例题单独使用 if elif else 也可以实现

除此之外，if分支结构中还可以嵌套循环结构，同样，循环结构中也可以嵌套分支结构。

# pass 语句及其作用 #

在实际开发中，有时候我们会先搭建起程序的整体逻辑结构，但是暂时不去实现某些细节，而是在这些地方加一些注释，方面以后再添加代码，请看下面的例子：

age = int( input("请输入你的年龄：") )
    if age < 12 :
        print("婴幼儿")
    elif age >= 12 and age < 18:
        print("青少年")
    elif age >= 18 and age < 30:
        print("成年人")
    elif age >= 30 and age < 50:
        #TODO: 成年人
    else:
        print("老年人")

当年龄大于等于 30 并且小于 50 时，我们没有使用 print() 语句，而是使用了一个注释，希望以后再处理成年人的情况。当 Python 执行到该 elif 分支时，会跳过注释，什么都不执行。

但是 Python 提供了一种更加专业的做法，就是`空语句 pass`。

`pass` 是 Python 中的关键字，用来让解释器跳过此处，什么都不做。

age = int( input("请输入你的年龄：") )
    if age < 12 :
        print("婴幼儿")
    elif age >= 12 and age < 18:
        print("青少年")
    elif age >= 18 and age < 30:
        print("成年人")
    elif age >= 30 and age < 50:
        pass
    else:
        print("老年人")

运行结果：

请输入你的年龄：40↙

从运行结果可以看出，程序虽然执行到第 10 行代码，但是并没有进行什么操作。

# assert 断言函数及用法 #

`assert 语句，又称断言语句`，可以看做是功能缩小版的 if 语句，它用于判断某个表达式的值，如果值为真，则程序可以继续往下执行；反之，Python 解释器会报 `AssertionError 错误`。

assert 语句的语法结构为：

assert 表达式

assert 语句的执行流程可以用 if 判断语句表示，如下所示：

if 表达式 == True:
        程序继续执行
    else:
        程序报 AssertionError 错误

可能会问，明明 assert 会令程序崩溃，为什么还要使用它呢？

这是因为，与其让程序在晚些时候崩溃，不如在错误条件出现时，就直接让程序崩溃，这有利于我们对程序排错，提高程序的健壮性。

因此，assert 语句通常用于检查用户的输入是否符合规定，还经常用作程序初期测试和调试过程中的辅助工具。

下面的程序演示了 assert 语句的用法：

mathmark = int(input())
    #断言数学考试分数是否位于正常范围内
    assert 0 <= mathmark <= 100
    #只有当 mathmark 位于 [0,100]范围内，程序才会继续执行
    print("数学考试分数为：",mathmark)

运行该程序，测试数据如下：

90
    数学考试分数为： 90

再次执行该程序，测试数据为：

159
    Traceback (most recent call last):
      File "C:\Users\qinjl\Desktop\file.py", line 3, in <module>
        assert 0 <= mathmark <= 100
    AssertionError

可以看到，当 assert 语句后的表达式值为真时，程序继续执行；反之，程序停止执行，并报 AssertionError 错误。

## 如何合理使用 assert ##

第一个例子，假设 CSDN 想做 VIP 促销活动，准备进行打折，现需要写一个 `apply_discount()` 函数，要求是，向该函数传入原来的价格和折扣力度，该函数返回打折后的价格。

apply\_discount() 大致应该写成如下这样：

# price 为原价，discount 为折扣力度
    def apply_discount(price, discount):
        updated_price = price * (1 - discount)
        assert 0 <= updated_price <= price, '折扣价应在 0 和原价之间'
        return updated_price

可以看到，在计算新价格的后面，添加了一个 assert 语句，用来检查折后价格，这里要求新折扣价格必须大于等于 0、小于等于原来的价格，否则就抛出异常。

我们可以试着输入几组数，来验证一下这个功能：

print(apply_discount(100, 0.2))
    print(apply_discount(100, 1.1))

运行结果为：

80.0
    Traceback (most recent call last):
      File "C:\Users\qinjl\Desktop\demo.py", line 7, in <module>
        print(apply_discount(100,1.1))
      File "C:\Users\qinjl\Desktop\demo.py", line 4, in apply_discount
        assert 0 <= updated_price <= price, '折扣价应在 0 和原价之间'
    AssertionError: 折扣价应在 0 和原价之间

可以看到，当 discount 是 0.2 时，输出 80 没有问题，但是当 discount 为 1.1 时，程序便抛出下面 AssertionError 异常。

这样一来，如果开发人员修改相关的代码，或者是加入新的功能，导致 discount 数值异常时，只要运行程序就很容易能发现问题，这也从侧面印证了前面多讲的，assert 的加入可以有效预防程序漏洞，提高程序的健壮性。

另外，在实际工作中，assert 还有一些很常见的用法，例如：

def func(input):
        assert isinstance(input, list), '输入内容必须是列表'
        # 下面的操作都是基于前提：input 必须是 list
        if len(input) == 1:
            ...
        elif len(input) == 2:
            ...
        else:
            ...

上面代码中，func() 函数中的所有操作都基于输入必须是列表这个前提。所以很有必要在开头加一句 assert 的检查，防止程序出错。

以上给大家介绍了 2 个有关 assert 的使用场景，可能觉得，assert 的作用和 if 语句非常接近，那么他们之间是否可以相互替代呢？

要注意，前面讲过，assert 的检查是可以被关闭的，比如在命令行模式下运行 Python 程序时，加入 -O 选项就可以使程序中的 assert 失效。一旦 assert 失效，其包含的语句也就不会被执行。

还是拿 CSDN 用户来说，只有 VIP 用户才可以阅读 VIP 文章，我们可以设计如下这个函数来模式判断用户身份的功能：

def login_user_identity(user_id):
        #凭借用户 id 判断该用户是否为 VIP 用户
        assert user_is_Vip(user_id) "用户必须是VIP用户，才能阅读VIP文章"
        read()

此代码从代码功能角度上看，并没有问题，但在实际场景中，基本上没人会这么写，因为一旦 assert 失效，则就造成任何用户都可以阅读 VIP 文章，这显然是不合理的。

所以正确的做法是，使用 if 条件语句替代 assert 语句进行相关的检查，并合理抛出异常：

def login_user_identity(user_id):
        #凭借用户 id 判断该用户是否为 VIP 用户
        if not user_is_Vip(user_id):
            raise Exception("用户必须是VIP用户，才能阅读VIP文章")
        read()

总之，不能滥用 assert，很多情况下，程序中出现的不同情况都是意料之中的，需要用不同的方案去处理，有时用条件语句进行判断更为合适，而对于程序中可能出现的一些异常，要记得用 `try except` 语句处理

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