feat: 初始化 Python 零基础教学课程
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472
01_python基础/1_5_条件判断/README.md
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472
01_python基础/1_5_条件判断/README.md
Normal file
@@ -0,0 +1,472 @@
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# 第 1-5 课：条件判断
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## 一、本课目标
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完成本课后，你应该能够：
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1. 解释条件判断为什么能让程序作出不同选择；
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2. 使用 `if` 在条件成立时执行代码；
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3. 使用 `if...else` 处理两种互斥情况；
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4. 使用 `if...elif...else` 处理多个分支；
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5. 正确书写英文冒号和四个空格缩进；
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6. 使用比较运算符和逻辑运算符组成条件；
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7. 理解条件顺序为什么会影响最终结果；
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8. 使用嵌套条件处理有先后依赖的判断；
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9. 编写一个能够根据输入给出不同结论的程序。
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## 二、前置知识
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开始本课前，你应该已经掌握：
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- 使用 `input()` 接收用户输入；
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- 使用 `int()` 和 `float()` 转换数据；
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- 使用比较运算符得到 `True` 或 `False`；
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- 使用 `and`、`or`、`not` 组合条件；
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- 使用 f-string 输出变量。
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## 三、为什么需要条件判断
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前面的程序会从上到下执行每一行代码。即使我们计算出了布尔结果，程序也只是把它显示出来：
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```python
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score = 80
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is_passed = score >= 60
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print(is_passed)
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```
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真实程序通常需要根据结果执行不同操作，例如：
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- 分数达到 60 分时显示“通过”；
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- 密码正确时允许登录；
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- 库存不足时拒绝下单；
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- 学习任务完成后进入下一课；
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- 接口调用失败时显示错误信息。
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条件判断让程序拥有“如果发生某种情况，就执行某段代码”的能力。
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## 四、最简单的 `if`
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`if` 的中文含义是“如果”。基本结构如下：
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```python
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if 条件:
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条件成立时执行的代码
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```
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示例：
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```python
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score = 80
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if score >= 60:
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print("本次考核通过。")
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```
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执行过程：
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1. Python 计算 `score >= 60`；
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2. 结果为 `True`，因此执行缩进的 `print()`；
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3. 如果结果为 `False`，缩进代码会被跳过；
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4. 程序继续执行条件结构后面的代码。
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## 五、冒号与缩进
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Python 使用缩进表示哪些代码属于某个条件分支。
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正确写法：
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```python
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if score >= 60:
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print("通过")
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print("可以继续下一阶段")
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print("评估结束")
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```
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两条缩进的 `print()` 都属于 `if`。最后一条没有缩进，因此无论条件是否成立都会执行。
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### 5.1 冒号
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条件末尾必须使用英文半角冒号 `:`：
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```python
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if score >= 60:
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```
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不能使用中文冒号 `：`，也不能漏写冒号。
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### 5.2 四个空格
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Python 官方风格通常使用四个空格作为一级缩进。PyCharm 按下 Tab 键时，一般会自动生成合适的缩进。
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同一个代码块中的代码必须保持相同缩进：
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```text
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if score >= 60:
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print("通过")
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print("缩进不一致")
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```
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这会产生 `IndentationError`，中文可以理解为“缩进错误”。
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## 六、使用 `if...else` 处理两种情况
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`else` 表示“否则”。当 `if` 条件不成立时，执行 `else` 分支：
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```python
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score = 55
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if score >= 60:
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print("本次考核通过。")
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else:
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print("本次考核未通过。")
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```
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`if` 与 `else` 只会执行其中一个分支，不会同时执行。
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执行逻辑可以表示为：
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```text
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条件是否成立？
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├── 是 → 执行 if 分支
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└── 否 → 执行 else 分支
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```
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## 七、使用 `if...elif...else` 处理多个分支
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`elif` 是 else if 的缩写，表示“否则如果”。
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```python
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score = 85
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if score >= 90:
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print("优秀")
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elif score >= 80:
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print("良好")
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elif score >= 60:
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print("合格")
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else:
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print("需要继续练习")
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```
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Python 会从上到下检查条件：
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1. 检查 `score >= 90`，结果为 `False`；
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2. 检查 `score >= 80`，结果为 `True`；
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3. 执行“良好”；
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4. 跳过后面的其他分支。
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整组结构最多执行一个分支。
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## 八、条件顺序非常重要
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错误顺序示例：
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```python
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score = 95
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if score >= 60:
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print("合格")
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elif score >= 90:
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print("优秀")
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```
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虽然 95 分符合“优秀”，但第一个条件 `score >= 60` 已经成立，后面的分支不会再检查，最终只会输出“合格”。
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处理分数区间时，通常从要求最高、范围最窄的条件开始：
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```python
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if score >= 90:
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print("优秀")
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elif score >= 60:
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||||
print("合格")
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else:
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print("未通过")
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```
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## 九、条件可以直接使用布尔变量
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如果变量本身已经是布尔值，可以直接作为条件：
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```python
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practice_finished = True
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if practice_finished:
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print("练习已完成。")
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else:
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print("请先完成练习。")
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```
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不推荐重复比较：
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```python
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if practice_finished == True:
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```
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直接写 `if practice_finished:` 更简洁，也符合 Python 常见风格。
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判断布尔值为假时，可以使用 `not`：
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```python
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if not practice_finished:
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print("请先完成练习。")
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```
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## 十、组合多个条件
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### 10.1 使用 `and`
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只有课程和练习都完成时，才能进入下一课：
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```python
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course_finished = True
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practice_finished = True
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if course_finished and practice_finished:
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print("可以进入下一课。")
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else:
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print("当前课程尚未完成。")
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```
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### 10.2 使用 `or`
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允许使用 PyCharm 或 VS Code：
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```python
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uses_pycharm = True
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uses_vscode = False
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if uses_pycharm or uses_vscode:
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print("已经具备代码编辑器。")
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else:
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print("请先安装代码编辑器。")
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```
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### 10.3 使用括号提高可读性
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```python
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if (score >= 60) and practice_finished:
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print("考核通过。")
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```
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简单比较周围的括号可以省略，但条件较长时，括号能帮助读者快速理解组合关系。
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## 十一、连续区间判断
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判断一个数字是否处于某个范围，可以使用 `and`：
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```python
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age = 20
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if age >= 18 and age <= 60:
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print("年龄在 18 到 60 之间。")
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```
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Python 还支持更接近数学写法的链式比较：
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```python
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if 18 <= age <= 60:
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print("年龄在 18 到 60 之间。")
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```
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两种写法表达相同含义。链式比较是 Python 中常见且清晰的写法。
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## 十二、嵌套条件判断
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一个条件分支内部还可以包含另一个条件判断，这称为嵌套（Nesting）。
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```python
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account_enabled = True
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password_correct = True
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if account_enabled:
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if password_correct:
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print("登录成功。")
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else:
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print("密码错误。")
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else:
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print("账户已停用。")
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```
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这里必须先确认账户可用，才有必要继续检查密码。
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嵌套层级过多会让代码难以阅读。只有当第二个判断确实依赖第一个判断时才使用嵌套；能够清晰地用 `and`、`elif` 表达时，不必强行嵌套。
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## 十三、输入与条件判断
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一个完整的交互判断程序：
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```python
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score_text = input("请输入考核分数：")
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score = float(score_text)
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if score >= 60:
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||||
print("考核通过。")
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||||
else:
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||||
print("考核未通过。")
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```
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输入数据参与数字比较前，仍然需要先完成类型转换。
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## 十四、输入范围校验
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分数通常应处于 0 到 100 之间。可以先检查输入范围：
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```python
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if score < 0 or score > 100:
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||||
print("分数必须在 0 到 100 之间。")
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||||
elif score >= 60:
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||||
print("考核通过。")
|
||||
else:
|
||||
print("考核未通过。")
|
||||
```
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无效数据的判断应放在前面。否则 `score = 120` 可能被错误地归为“通过”。
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当前程序仍要求用户输入能够转换为数字的内容。如何处理“abc”等完全不能转换的数据，会在异常处理课程中学习。
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## 十五、哪些值会被当作假
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条件不一定必须写比较表达式。Python 会把某些空值当作 `False`：
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- `False`；
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- 数字 `0` 和 `0.0`；
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- 空字符串 `""`。
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例如：
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```python
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user_name = input("请输入姓名：")
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if user_name:
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print(f"你好，{user_name}！")
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else:
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print("姓名不能为空。")
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```
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如果用户直接按回车，`user_name` 是空字符串，程序会执行 `else`。
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这种根据值判断真假的规则称为真值（Truth Value）。列表、字典等容器的真值将在学到对应数据类型后继续介绍。
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## 十六、运行本课示例
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在 PowerShell 中执行：
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```powershell
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cd D:\Code\Python\01_python基础\1_5_条件判断
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python conditions.py
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```
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示例会要求输入：
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1. 考核分数；
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2. 是否完成练习，用 `yes` 或 `no` 表示。
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建议至少运行以下几组数据：
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| 分数 | 是否完成练习 | 重点观察 |
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| --- | --- | --- |
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| `95` | `yes` | 优秀且允许进入下一课 |
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| `75` | `no` | 合格但不能进入下一课 |
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| `50` | `yes` | 未通过 |
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| `120` | `yes` | 输入范围无效 |
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## 十七、常见错误
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### 17.1 漏写冒号
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```text
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if score >= 60
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print("通过")
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```
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条件末尾必须有英文冒号 `:`。
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### 17.2 缩进不正确
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属于分支的代码必须统一缩进四个空格。不要混用不一致的空格数量。
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### 17.3 使用 `=` 进行比较
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```text
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if score = 60:
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```
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比较是否相等应使用 `==`。
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### 17.4 条件顺序错误
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多个分数等级应从高到低判断，否则宽泛条件会提前拦截更精确的分支。
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### 17.5 把多个独立 `if` 当成互斥分支
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```python
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if score >= 60:
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||||
print("合格")
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||||
if score >= 90:
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||||
print("优秀")
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```
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95 分会同时输出“合格”和“优秀”。如果等级只能选择一个，应使用 `if...elif...else`。
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### 17.6 忘记转换输入类型
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`input()` 返回字符串。数字范围判断前应使用 `int()` 或 `float()` 转换。
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## 十八、课堂练习
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打开 `practice.py`，完成“Agent 学习状态评估器”。程序需要根据学习时长、练习完成情况和测验成绩，输出不同等级与下一步建议。
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运行命令：
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```powershell
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python practice.py
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```
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完成后至少使用以下测试数据检查不同分支：
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| 每天学习小时 | 已完成练习 | 测验成绩 | 预期核心结果 |
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| --- | --- | --- | --- |
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| `2.5` | `yes` | `95` | 优秀，可以继续 |
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||||
| `1.5` | `yes` | `75` | 合格，可以继续 |
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||||
| `0.5` | `yes` | `75` | 时长不足，暂不能继续 |
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||||
| `2` | `no` | `80` | 练习未完成，暂不能继续 |
|
||||
| `2` | `yes` | `50` | 成绩未通过 |
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||||
| `2` | `yes` | `120` | 输入无效 |
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||||
## 十九、思考题
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||||
1. `if` 条件为 `False` 时，缩进代码会怎样？
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2. `if...elif...else` 最多会执行几个分支？
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||||
3. 为什么分数等级通常从高分向低分判断？
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||||
4. 多个独立 `if` 与一组 `if...elif...else` 有什么区别？
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||||
5. 为什么输入范围校验应该放在成绩等级判断之前？
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||||
6. `if practice_finished:` 为什么不必写成 `if practice_finished == True:`？
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||||
7. 空字符串在条件中会被当作真还是假？
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## 二十、本课小结
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- `if` 在条件为真时执行对应代码；
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- `else` 处理前面条件都不成立的情况；
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- `elif` 用于增加互斥分支；
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- 分支末尾需要英文冒号，分支内部需要统一缩进；
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- 一组 `if...elif...else` 最多执行一个分支；
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||||
- 条件顺序会影响最终结果；
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||||
- 布尔变量可以直接作为条件；
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||||
- `and`、`or`、`not` 可以组成更完整的判断；
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||||
- 嵌套条件适合表达有先后依赖的判断；
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||||
- 空字符串、数字零等值在条件中会被当作假。
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## 二十一、验收标准
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- [ ] 能正确书写 `if`；
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- [ ] 能正确书写 `if...else`；
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- [ ] 能正确书写 `if...elif...else`；
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||||
- [ ] 能使用四个空格表示分支代码；
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||||
- [ ] 能解释条件顺序的重要性；
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- [ ] 能组合比较运算符与逻辑运算符；
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- [ ] 能完成简单的输入范围校验；
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||||
- [ ] 能完成并运行 `practice.py`；
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||||
- [ ] 能使用多组测试数据覆盖所有主要分支；
|
||||
- [ ] 能回答七道思考题。
|
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66
01_python基础/1_5_条件判断/conditions.py
Normal file
66
01_python基础/1_5_条件判断/conditions.py
Normal file
@@ -0,0 +1,66 @@
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# 第 1-5 课示例：条件判断
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||||
#
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||||
# 本程序根据考核分数和练习完成状态给出不同结果。
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# 建议使用讲义中的多组数据反复运行，观察每次进入了哪个分支。
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# 一、接收考核分数
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# input() 返回字符串，因此先保留原始文本，再转换为浮点数。
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score_text = input("请输入考核分数（0 到 100）：")
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score = float(score_text)
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||||
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||||
# 二、接收练习状态
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# 本示例约定用户输入 yes 表示已完成，输入其他内容表示未完成。
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practice_answer = input("是否完成练习（yes/no）：")
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||||
practice_finished = practice_answer == "yes"
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||||
|
||||
# 三、先判断分数范围，再判断成绩等级
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||||
# 条件按从特殊到一般、从高分到低分的顺序排列。
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if score < 0 or score > 100:
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||||
score_level = "输入无效"
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elif score >= 90:
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||||
score_level = "优秀"
|
||||
elif score >= 80:
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||||
score_level = "良好"
|
||||
elif score >= 60:
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||||
score_level = "合格"
|
||||
else:
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||||
score_level = "未通过"
|
||||
|
||||
print(f"成绩等级：{score_level}")
|
||||
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||||
|
||||
# 四、组合多个条件决定能否继续
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||||
# 只有分数处于有效范围、达到 60 分并且完成练习时，才允许继续。
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score_is_valid = 0 <= score <= 100
|
||||
score_is_passed = score >= 60
|
||||
|
||||
if score_is_valid and score_is_passed and practice_finished:
|
||||
print("课程和练习均已通过，可以进入下一课。")
|
||||
else:
|
||||
print("当前要求尚未全部完成，暂时不能进入下一课。")
|
||||
|
||||
|
||||
# 五、使用嵌套判断给出更具体的提示
|
||||
# 先确认分数有效，之后才进一步分析未满足的项目。
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||||
if score_is_valid:
|
||||
if not score_is_passed:
|
||||
print("改进建议：重新复习知识点并再次完成测验。")
|
||||
elif not practice_finished:
|
||||
print("改进建议：成绩已经通过，请继续完成课堂练习。")
|
||||
else:
|
||||
print("学习建议：保持当前节奏，继续学习下一课。")
|
||||
else:
|
||||
print("输入提示：分数必须位于 0 到 100 之间。")
|
||||
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||||
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||||
# 六、演示空字符串的真值
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||||
# 如果用户没有输入姓名而直接按回车，user_name 是空字符串，条件结果为假。
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user_name = input("请输入你的名字或称呼：")
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if user_name:
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print(f"本次评估学习者：{user_name}")
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else:
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print("本次评估未填写学习者名称。")
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01_python基础/1_5_条件判断/practice.py
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01_python基础/1_5_条件判断/practice.py
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# 第 1-5 课课堂练习：Agent 学习状态评估器
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# 完成要求：
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# 1. 根据注释使用 if、elif 和 else 编写条件分支。
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# 2. 注意英文冒号和四个空格缩进。
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# 3. 数字输入需要转换为正确类型。
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# 4. 布尔状态应使用比较结果生成，不要保存成 "True" 或 "False" 字符串。
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# 5. 不要删除题目注释。
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# 6. 完成后使用题目末尾提供的多组数据测试程序。
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# 练习一：接收用户每天学习的小时数。
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# 使用 float() 转换，并保存到 daily_hours。
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# 练习二：询问用户是否完成本课练习，约定输入 yes 或 no。
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# 将原始输入保存到 practice_answer。
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# 使用 == 比较 practice_answer 是否等于 "yes"，把布尔结果保存到 practice_finished。
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# 练习三：接收测验成绩，成绩范围为 0 到 100。
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# 使用 float() 转换，并保存到 score。
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# 练习四：使用 if...elif...else 判断成绩等级。
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# 必须先判断 score 是否小于 0 或大于 100：
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# - 范围无效：score_level = "输入无效"
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# - 90 分及以上：score_level = "优秀"
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# - 80 分及以上：score_level = "良好"
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# - 60 分及以上：score_level = "合格"
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# - 其余有效成绩：score_level = "未通过"
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# 练习五：创建三个布尔变量。
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# 1. score_is_valid：成绩是否处于 0 到 100 之间，请使用链式比较；
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# 2. score_is_passed：成绩是否大于或等于 60；
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# 3. learning_time_is_enough：每天学习时间是否大于或等于 1 小时。
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# 练习六：判断是否可以继续下一课。
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# 只有以下四个条件全部成立时，can_continue 才为 True：
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# - 成绩范围有效；
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# - 成绩通过；
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# - 已经完成练习；
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# - 每天学习时间达到 1 小时。
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# 请使用 and 组合条件，把结果保存到 can_continue。
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# 练习七：输出由 30 个等号组成的分隔线，再输出成绩等级。
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# 练习八：使用 if...else 根据 can_continue 输出结论。
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# - 可以继续：输出“所有要求均已达到，可以进入下一课。”
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# - 不可继续：输出“当前仍有要求未达到，请查看具体建议。”
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# 练习九：使用一组 if...elif...else 给出一条具体建议。
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# 建议按以下优先顺序判断：
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# 1. 成绩范围无效：提示输入 0 到 100 之间的分数；
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# 2. 成绩未通过：提示复习并重新测验；
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# 3. 练习未完成：提示完成课堂练习；
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# 4. 学习时间不足：提示每天至少安排 1 小时；
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# 5. 以上问题都不存在：提示保持节奏继续学习。
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# 注意：这里使用 elif 是为了每次只输出当前优先级最高的一条建议。
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# 练习十：使用 f-string 输出完整评估数据，至少包括：
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# daily_hours、practice_finished、score、score_level 和 can_continue。
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# 完成后必须使用以下六组数据分别运行：
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# 第一组：2.5、yes、95
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# 预期：优秀，可以继续。
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# 第二组：1.5、yes、75
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# 预期：合格，可以继续。
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# 第三组：0.5、yes、75
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# 预期：合格，但学习时间不足，不能继续。
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# 第四组：2、no、80
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# 预期：良好，但练习未完成，不能继续。
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# 第五组：2、yes、50
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# 预期：未通过，不能继续。
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# 第六组：2、yes、120
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# 预期：输入无效，不能继续。
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# 完成后进行自查：
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# 1. 每个 if、elif、else 末尾是否都有英文冒号；
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# 2. 同一分支的代码是否统一缩进四个空格；
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# 3. 分数范围校验是否早于成绩等级判断；
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# 4. 成绩等级条件是否从高分向低分排列；
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# 5. can_continue 是否组合了全部四个条件；
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# 6. 六组测试数据是否分别进入了正确分支。
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