控制程式流程：條件判斷

販賣機的運作

這一章要談的就是，如何讓程式按照你指定條件被執行。

我們先從生活中的例子來看，這是一台日常隨處可見的自動販賣機。

販賣機之所以可以自動化，就是他可以根據人類的投幣與按鈕行為，根據不同的判斷條件，做出適當的反應。

我們來解析一台販賣機的運作：

已知此販賣機，當投幣金額大於等於飲料金額時，該飲料購買燈會亮起。
目前它販售的飲料有三種品項與金額，分別是：
1.紅茶 15元
2.可樂 25元
3.咖啡 30元

請問，依序投入2個10元、2個5元，在每投入一個硬幣的過程中

1. 已投金額會有什麼顯示變化?
2. 販賣機的按鈕燈會有什麼變化?

按照題目需求，我們可以觀察每個步驟：

1. 投入第1個10元，已投金額由0元變成10元，沒有任何飲料燈亮起。
2. 接著投入第2個10元，已投金額由10元變成20元，紅茶的飲料燈，因為已投金額大於等於購買金額而亮起。
3. 接著投入第1個5元，已投金額由20元變成25元，紅茶、可樂的飲料燈，因為已投金額大於等於購買金額而亮起。
4. 最後投入第2個5元，已投金額由25元變成30元，紅茶、可樂、咖啡的飲料燈，都因為已投金額大於等於購買金額而亮著。

用文字敘述理解整個系統的運作，似乎要花點時間，所以我們在這裡學習使用流程圖，以視覺化的方式，更容易讓人明白這一切的運作。

流程圖

流程圖由幾個元件構成，分別是狀態(Terminal)、動作(Process)、判斷條件(Decision)

• 狀態圖示是帶有圓角的矩形，主要作為整個系統開始與結束的節點。
• 動作圖示是矩形，表示作為動作的執行。
• 判斷條件圖示是菱形，表示作為條件的判斷。

以販賣機的運作流程圖為例：

• 起始狀態：LED顯示已投金額為0
• 結束狀態：顧客取得商品與找零
• 動作執行：
  • 投幣
  • 已投金額累加投幣金額
  • LED顯示已投金額
• 條件判斷：
  • 已投金額是否大於等於飲料金額，決定飲料購買燈是否亮起
  • 是否按下商品鈕，決定繼續投幣還是取得商品與找零

流程圖參考如下：

Tip:
可以學習使用markdown語法或是使用draw.io繪製

條件判斷的Python語法

if判斷式

if語法：

if 條件成立 :
    執行敘述

if-else語法：

if 條件成立 :
    執行敘述A
else:    
    執行敘述B

if-elif-else語法：

if 條件A成立 :
    執行敘述A
elif 條件B成立 :
    執行敘述B
else:    
    執行敘述C

巢狀判斷式

if 條件A成立 :
    if 條件B成立 :
        執行敘述A
    else:
        執行敘述B
else:
    執行敘述C

隨堂練習

1. 在micro:bit上面實作以下功能：

• 如果按下左邊按鈕A則顯示笑臉
• 如果按下右邊按鈕B則顯示傷心
• 都沒有按鈕被按下時，顯示問號

參考流程圖：

參考程式碼：

from microbit import *

while True:
    if button_a.is_pressed():
        display.show(Image.HAPPY)
    elif button_b.is_pressed():
        display.show(Image.SAD)
    else:
        display.show("?")

2. 在micro:bit上面，使用邏輯運算子 and實作以下功能

• 當單獨按下按鈕A會出現笑臉
• 單獨按下按鈕B會出現傷心的臉
• 同時按下按鈕A跟按鈕B會出現愛心的小程式
• 都沒有按鈕被按下時，顯示問號。

參考流程圖：

參考程式碼：

from microbit import *

while True:
    if button_a.is_pressed() and button_b.is_pressed():
        display.show(Image.HEART)
    elif button_a.is_pressed():
        display.show(Image.HAPPY)
    elif button_b.is_pressed():
        display.show(Image.SAD)
    else:
        display.show("?")

3. 承上題需求，在micro:bit上面實作同樣功能，但不可使用邏輯運算子 and，請使用巢狀邏輯判斷

參考流程圖：

參考程式碼：

from microbit import *

while True:
    if button_a.is_pressed():
        if button_b.is_pressed():
            display.show(Image.HEART)
        else:
            display.show(Image.HAPPY)
    else:
        if button_b.is_pressed():
            display.show(Image.SAD)
        else:
            display.show("?")

未來持續學習

請充分理解語法，大部分的程式流程，都是從上一章的迴圈與本章判斷式所組成

多看別人的程式，並且動手練習，是最好的方法。

參考資料

Python官方文件 https://www.python.org/

tags: Python程式設計入門