Розгалуження та зіставлення

Розгалуження if, elif, else

Умова після if перетворюється на логічне значення. Двокрапка починає блок, а відступ визначає його межі. У ланцюжку if/elif виконується лише перша гілка з істинною умовою. else виконується, якщо жодна попередня умова не спрацювала (рис. 2.4).

Рис. 2.4. Послідовна перевірка умов if та elif

Кілька незалежних if можуть виконати кілька блоків. Це доречно для незалежних властивостей: число може бути і додатним, і парним. Для взаємовиключних категорій потрібен один ланцюжок. Розміщуйте пороги послідовно: якщо спочатку перевірити score >= 60, наступна гілка elif score >= 90 вже не спрацює для відмінного результату.

Умовний вираз a if condition else b повертає значення: label = "парне" if n % 2 == 0 else "непарне". Він підходить для короткого вибору, але вкладені умовні вирази важко читати. pass – порожній оператор для тимчасового блоку; він не завершує цикл.

Приклад. Квадратне рівняння

Ввести скінченні числові коефіцієнти a, b, c. Якщо a дорівнює нулю, рівняння є лінійним або виродженим. Інакше обчислити дискримінант і дійсні корені. Введення тексту замість числа тут не обробляється.

import math

a = float(input("a: "))
b = float(input("b: "))
c = float(input("c: "))
if not (math.isfinite(a) and math.isfinite(b)
        and math.isfinite(c)):
    print("Коефіцієнти мають бути скінченними")
elif a == 0:
    if b != 0:
        print(f"Лінійне: x = {-c / b:.3f}")
    elif c == 0:
        print("Безліч розв’язків")
    else:
        print("Розв’язків немає")
else:
    d = b * b - 4 * a * c
    if not math.isfinite(d):
        print("Надто великі коефіцієнти")
    elif d < 0:
        print("Дійсних коренів немає")
    elif d == 0:
        print(f"x = {-b / (2 * a):.3f}")
    else:
        root = math.sqrt(d)
        print(f"x1 = {(-b - root) / (2 * a):.3f}")
        print(f"x2 = {(-b + root) / (2 * a):.3f}")

Для введення 1, -3, 2 програма друкує x1 = 1.000 і x2 = 2.000. Окремо перевірте 1, 2, 1, 1, 0, 1, 0, 2, -4, 0, 0, 0 та 0, 0, 1. Ці набори покривають різні гілки.

Тут точне порівняння введеного коефіцієнта з нулем є свідомим вибором. Для довільних виміряних коефіцієнтів близький до нуля дискримінант потребує обґрунтованого допуску. Пряма формула також може втрачати точність через віднімання близьких чисел. Це навчальний алгоритм для помірних коефіцієнтів, а не універсальний чисельний розв’язувач.

Рис. 2.5. Введення коефіцієнтів і корені у вікні Run

Структурне зіставлення match

match обчислює значення і перевіряє шаблони case згори вниз. Виконується перший відповідний блок. Автоматичного переходу до наступного блоку немає, тому break між гілками не потрібен. Вертикальна риска | поєднує альтернативні шаблони; _ – шаблон будь-якого значення без збереження його в змінній.

Окреме ім’я в шаблоні є захопленням (capture), а не порівнянням із раніше створеною змінною. Тому case command: приймає будь-яке значення. Для текстової команди потрібні лапки: case "sum":. Умова-страж (guard) після if перевіряється після збігу шаблону. Якщо вона хибна, пошук продовжується. Вступ: https://peps.python.org/pep-0636/.

Приклад. Меню калькулятора

Команди +, add, /, div задають операцію, 0 або exit завершують роботу. Операнди вводяться окремими рядками в числовому форматі. Перед запуском циклу користувач уже має знати цей контракт.

import math

while True:
    command = input("Операція (+, /, 0): ").strip()
    if command == "0" or command == "exit":
        break
    if command not in ("+", "add", "/", "div"):
        print("Невідома команда")
        continue
    a = float(input("a: "))
    b = float(input("b: "))
    if not (math.isfinite(a) and math.isfinite(b)):
        print("Потрібні скінченні числа")
        continue
    match command:
        case "+" | "add":
            print(f"Результат: {a + b:.2f}")
        case "/" | "div" if b != 0:
            print(f"Результат: {a / b:.2f}")
        case _:
            print("Ділення на нуль заборонене")

Сеанс із командою add, числами 2, 3, а потім командою 0 містить Результат: 5.00. Команда div із числами 2 та 0 дає повідомлення про ділення на нуль і повертає до меню. Кортеж у перевірці not in тут використано лише як компактний перелік команд; колекції докладно вивчатимуться пізніше.