# 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：

st=>start: LED顯示已投金額為0
e=>end: 顧客取得商品與找零
op1=>operation: 投幣，已投金額累加投幣金額
op2=>operation: LED顯示已投金額
cond1=>condition: 已投金額 大於等於 30元
cond2=>condition: 已投金額 大於等於 25元
cond3=>condition: 已投金額 大於等於 15元
op3=>operation: 咖啡按鈕燈亮起
op4=>operation: 可樂按鈕燈亮起
op5=>operation: 紅茶按鈕燈亮起
cond4=>condition: 是否按下商品鈕

st->op1->op2->cond1
cond1(yes)->op3->cond4
cond1(no)->cond2->op1
cond2(yes)->op4->cond4
cond2(no)->cond3->op1
cond3(yes)->op5->cond4
cond3(no)->op1
cond4(no)->op1
cond4(yes)->e

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：

st=>start: micro:bit啟動
e1=>end: 顯示問號
e2=>end: 顯示笑臉
e3=>end: 顯示哭臉
op1=>operation: 監控使用者按下哪些按鈕

cond1=>condition: 按下按鈕A
cond2=>condition: 按下按鈕B

st->op1->cond1
cond1(yes)->e2
cond1(no)->cond2
cond2(yes)->e3
cond2(no)->e1

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：

st=>start: micro:bit啟動
e1=>end: 顯示問號
e2=>end: 顯示笑臉
e3=>end: 顯示哭臉
e4=>end: 顯示愛心
op1=>operation: 監控使用者按下哪些按鈕

cond1=>condition: 同時按下按鈕A和按鈕B
cond2=>condition: 按下按鈕A
cond3=>condition: 按下按鈕B

st->op1->cond1
cond1(yes)->e2
cond1(no)->cond2
cond2(yes)->e3
cond2(no)->cond3
cond3(yes)->e4
cond3(no)->e1

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：

st=>start: micro:bit啟動
e1=>end: 顯示問號
e2=>end: 顯示笑臉
e3=>end: 顯示哭臉
e4=>end: 顯示愛心
op1=>operation: 監控使用者按下哪些按鈕

cond1=>condition: 按下按鈕A
cond2=>condition: 按下按鈕B
cond3=>condition: 按下按鈕B

st->op1->cond1
cond1(yes)->cond2
cond1(no)->cond3
cond2(yes)->e4
cond2(no)->e2
cond3(yes)->e3
cond3(no)->e1

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/

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