python 中的條件判斷語句的使用介紹

2022-03-18 13:01:55

1. 避免多層分支巢狀

Python中利用縮排來替代 { }。如果多個 if 巢狀，堪稱 ” 巢狀 if 地獄 “

下面的程式碼直接翻譯了原始條件分支，導致程式碼可讀性和維護性很差。

def buy_fruit(nerd, store):
    """去水果店買蘋果
    
    - 先得看看店是不是在營業
    - 如果有蘋果的話，就買 1 個
    - 如果錢不夠，就回家取錢再來
    """
    if store.is_open():
        if store.has_stocks("apple"):
            if nerd.can_afford(store.price("apple", amount=1)):
                nerd.buy(store, "apple", amount=1)
                return
            else:
                nerd.go_home_and_get_money()
                return buy_fruit(nerd, store)
        else:
            raise MadAtNoFruit("no apple in store!")
    else:
        raise MadAtNoFruit("store is closed!")

我們利用取反的方式，“提前結束” 來優化這段程式碼：

def buy_fruit(nerd, store):
    if not store.is_open():
        raise MadAtNoFruit("store is closed!")

    if not store.has_stocks("apple"):
        raise MadAtNoFruit("no apple in store!")

    if nerd.can_afford(store.price("apple", amount=1)):
        nerd.buy(store, "apple", amount=1)
        return
    else:
        nerd.go_home_and_get_money()
        return buy_fruit(nerd, store)

“提前結束” ：指在函數內使用 return 或 raise 等語句提前在分支內結束函數。

利用逆向思維，當分支條件不滿足時，我們直接結束這段程式碼，這樣更容易閱讀。

2. 封裝過於複雜的邏輯判斷

如果條件分支中有過多的判斷條件 and | not | or，可以將這樣的部分封裝起來。

if person.is_student and person.age > 20 and person.is_male:
    pass

這樣封裝的部分更有可解釋性，更容易被人理解。
最重要的事還解決了，相同程式碼多次出現的問題。

if person.identity() and person.gender():
    pass

3. 不同分支下的重複程式碼

下面的程式碼很難讓人直觀分別出不同：

if person.is_student():
    record_imformation(
    name = person.name,
    age = person.name,
    address = person.address,
    student_number = 10011,
    recorded = now(),
    )
else:
    update_information(
    name = person.name,
    age = person.name,
    address = person.address,
    updated = now(),
    )

關注這些由分支產生的重複程式碼塊，通過轉化簡化它們。

if person.is_student():
    imformation_func =  record_imformation
    extra_args = {'student_number' : 10011, 'recorded' : now() }
else:
    imformation_func = update_information
    extra_args = {'updated' : now() }

information_func(
    name = person.name,
    age = person.name,
    address = person.address,
    **extra_args
)

4. 合理使用三元表示式

使用普通的if / else 語句程式碼可讀性通常更好。
對於三元表示式只處理簡單的邏輯分支即可。

language = "python" if you.favor("dynamic") else "golang"

5. 常見技巧

5.1德摩根定律

對於下面的程式碼，很難第一時間 get 到邏輯關係。

# 如果使用者沒有登入或者使用者沒有使用 chrome，拒絕提供服務
if not user.has_logged_in or not user.is_from_chrome:
    return "our service is only available for chrome logged in user"

而使用德摩根定律。

not A or not B = not (A and B)，程式碼讀起來會容易很多。

if not (user.has_logged_in and user.is_from_chrome):
    return "our service is only available for chrome logged in user"

5.2自定義類的魔法方法

python提供了跟多自定義類的魔法方法，我們可以利用它門，讓我們的程式碼更加pythonic。

下面的程式碼用到了len() 函數。

class UserCollection(object):

    def __init__(self, users):
        self._users = users


users = UserCollection([piglei, raymond])

if len(users._users) > 0:
    print("There's some users in collection!")

通過給類自定義魔法方法，分支條件變得更加簡單。
並且可以自己控制魔法方法的返回值。

class UserCollection:

    def __init__(self, users):
        self._users = users

    def __len__(self):
        return len(self._users)


users = UserCollection([piglei, raymond])

# 定義了 __len__ 方法後，UserCollection 物件本身就可以被用於布林判斷了
if users:
    print("There's some users in collection!")

5.3在條件判斷中使用 all() / any()

all (x) : x 中所有物件都為真時返回 True，否則 False
any (x): 只要 x 中一個物件為真時返回 True，否則 False

def all_numbers_gt_10(numbers):
    """僅當序列中所有數位大於 10 時，返回 True
    """
    if not numbers:
        return False

    for n in numbers:
        if n <= 10:
            return False
    return True

使用all ( )內建函數，再配合生成器表示式。

def all_numbers_gt_10_2(numbers):
    return bool(numbers) and all(n > 10 for n in numbers)

5.4使用 try/while/for 中 else 分支

def do_stuff():
    first_thing_successed = False
    try:
        # ...
        first_thing_successed = True
    except Exception as e:
        # ...
        return

    # 僅當 first_thing 成功完成時，做第二件事
    if first_thing_successed:
        return do_the_second_thing()

其實，我們可以用更簡單的方法達到同樣的效果：

def do_stuff():
    try:
        # ...
    except Exception as e:
        # ...
        return
    else:
        return do_the_second_thing()

在 try 的語句塊後面加上 else 分支。
類似的 for / while 也支援 else 分支。

6. 常見陷阱

6.1與 None 值得比較

在 python 中， == 與 is 兩種比較方法有根本的區別。

== ：僅比較兩者的值是否一致
is ：比較兩者是否指向記憶體中的同一份地址。

但是 None 在 python 中是一個單例物件，如果要判斷某個變數是否為 None 要用 is, 只有 is 才嚴格意義上表示某個變數是否為None

5.2and 和 or 的運算優先順序

and 的優先順序大於 or

即使執行的優先順序如我們想要的一致，也要採取額外括號的方式讓程式碼更清晰。

(True or False) and False # False
True or False and False # True

此外：

c and a or b 不是總能給出正確的結果。只有當 a 與 b 的布林值為真時，這個表示式才正常工作，因為邏輯運算的短路特性。

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