Last modified: May 27, 2022

This article is written in: 🇵🇱

Instrukcje warunkowe

Instrukcje warunkowe są ważnym narzędziem do budowania logiki w programach. Pozwalają one na podejmowanie decyzji w oparciu o sprawdzenie pewnych warunków, które mogą być prawdziwe bądź fałszywe. W praktyce, działanie instrukcji warunkowych przypomina proces myślenia – jeśli coś jest prawdą, to wykonujemy daną część kodu, w przeciwnym razie przechodzimy do innej gałęzi logicznej. Dzięki temu nasz kod potrafi dynamicznie reagować na różne sytuacje i wykonywać odpowiednie operacje w zależności od stanu danych czy innych kryteriów.

W Pythonie kluczowym typem danych służącym do pracy z logiką jest typ bool, który może przechowywać jedną z dwóch wartości: True albo False. Wiele konstrukcji języka, w tym instrukcje warunkowe i pętle, w dużej mierze opiera się na wartościach logicznych, by określić, który fragment kodu powinien zostać wykonany.

Tworzenie warunków

Aby możliwe było podejmowanie decyzji, musimy najpierw utworzyć wyrażenia (tzw. warunki), które mogą zostać ocenione jako prawdziwe (True) lub fałszywe (False). W Pythonie operatory porównania (takie jak ==, !=, >, <, >=, <=) oraz operatory logiczne (and, or, not) odgrywają tu główną rolę.

Tworzenie warunków w praktyce polega na zestawianiu zmiennych z operatorami. W poniższym przykładzie sprawdzamy, czy osoba o określonym wieku jest pełnoletnia, wykorzystując operator porównania >=:

wiek = 18
czy_pelnoletni = wiek >= 18

W powyższym przykładzie, zmienna czy_pelnoletni będzie miała wartość True, ponieważ 18 jest równe 18, a operator >= sprawdza, czy wiek jest większy lub równy 18. Python zwróci wynik logiczny w postaci True bądź False, w zależności od tego, czy dany warunek został spełniony.

Porównania

Operatory porównania w Pythonie umożliwiają zestawianie dwóch wartości i sprawdzanie relacji między nimi. Pozwalają stwierdzić, czy dana wartość jest większa, mniejsza, równa lub różna od innej wartości. Przeprowadzanie porównań jest fundamentalne przy tworzeniu warunków, ponieważ to dzięki nim otrzymujemy wartości logiczne, na których opierają się instrukcje warunkowe.

Poniższa tabela przedstawia podstawowe operatory porównania, wraz z krótkim wyjaśnieniem i przykładowym wynikiem:

Warto zwrócić uwagę na różnicę pomiędzy = a ==. Pierwszy służy do przypisania wartości do zmiennej, a drugi do porównania dwóch wartości. Jest to często źródłem błędów początkujących programistów, którzy przypadkowo używają = zamiast == podczas sprawdzania warunku.

W praktyce, porównania mogą być używane nie tylko do liczb, ale również do innych typów danych. Przykładowo możemy porównywać łańcuchy znaków (stringi) czy też obiekty, jeśli zostały do tego odpowiednio przygotowane w kodzie.

Instrukcja warunkowa

Instrukcje warunkowe w Pythonie służą do wykonania określonego kodu w zależności od spełnienia pewnego warunku. Dzięki nim możemy określić, co ma się stać, gdy warunek jest prawdziwy, a co, gdy jest fałszywy. Najprostszą konstrukcją jest if-else, która daje nam możliwość wyboru jednego z dwóch scenariuszy:

if warunek:
    # kod wykonywany, gdy warunek jest prawdziwy
else:
    # kod wykonywany, gdy warunek jest fałszywy

Jeśli zatem chcemy, by nasz program zrobił coś konkretnego tylko wtedy, gdy dany warunek jest prawdziwy, używamy if. Natomiast jeśli warunek nie jest spełniony (czyli jest fałszywy), przechodzimy do sekcji else. Instrukcja else nie wymaga własnego warunku – jej kod jest wykonywany w sytuacji, gdy blok if nie został wykonany.

W przypadku, gdy mamy do czynienia z wieloma warunkami, można stosować konstrukcję if-elif-else. Pozwala ona obsłużyć liczne warianty, z których każdy ma osobny warunek:

if warunek1:
    # kod wykonywany, gdy warunek1 jest prawdziwy
elif warunek2:
    # kod wykonywany, gdy warunek1 jest fałszywy, ale warunek2 jest prawdziwy
else:
    # kod wykonywany, gdy żaden z wcześniejszych warunków nie jest prawdziwy

W ten sposób nasz kod staje się bardziej elastyczny i czytelny, ponieważ możemy dokładnie opisać, co powinno się stać przy różnych okolicznościach. Należy pamiętać, że elif (skrót od "else if") zawsze sprawdzany jest dopiero wtedy, gdy wcześniejsze warunki okazały się fałszywe.

Operatory logiczne

Operatory logiczne w Pythonie umożliwiają łączenie i modyfikowanie warunków w bardziej złożone wyrażenia. Dzięki nim możemy sprawdzić więcej niż jeden warunek jednocześnie albo zmienić sens warunku na przeciwny.

Istnieją trzy podstawowe operatory logiczne: - and - oba warunki muszą być prawdziwe, aby całe wyrażenie było prawdziwe. - or - przynajmniej jeden warunek musi być prawdziwy, aby całe wyrażenie było prawdziwe. - not - neguje warunek, zamieniając True na False i odwrotnie.

W praktyce często łączymy je z operatorami porównań, aby skonstruować bardziej szczegółowe kryteria decydujące o przebiegu programu. Warto również pamiętać, że Python dokonuje tzw. krótkiego spięcia (short-circuit evaluation), co oznacza, że w przypadku operatora and lub or wykonanie wyrażenia może zostać zakończone wcześniej, jeśli dalsza część nie jest potrzebna do ustalenia wyniku logicznego.

Operator and

Operator and jest używany, gdy chcemy, aby oba (lub wszystkie połączone) warunki były prawdziwe. Oznacza to, że wyrażenie zwróci True tylko wtedy, gdy wszystkie sprawdzane elementy się zgadzają. W przeciwnym razie wynik będzie False.

a = 5
b = 10
if a > 0 and b < 20:
    print("Obie wartości spełniają warunek.")

W powyższym przykładzie, komunikat zostanie wydrukowany, ponieważ oba warunki są prawdziwe (a > 0 oraz b < 20). Gdyby jedna z wartości nie spełniała warunku, instrukcja if zostałaby pominięta.

Operator or

Operator or jest używany, gdy chcemy, aby przynajmniej jeden z warunków był prawdziwy. Dzięki temu nawet jeśli jedna część wyrażenia nie jest spełniona, to całość może wciąż dać wynik True, jeśli inny warunek jest prawdziwy.

a = 5
b = 10
if a > 0 or b > 20:
    print("Przynajmniej jeden warunek jest prawdziwy.")

W powyższym przykładzie, komunikat zostanie wydrukowany, ponieważ pierwszy warunek jest prawdziwy (a > 0), mimo że drugi jest fałszywy (b > 20). Wystarczy więc, że spełniony jest jeden z nich, by całość wyrażenia była prawdziwa.

Operator not

Operator not służy do negacji warunku. Oznacza to, że jeśli warunek jest True, wówczas not zamieni go na False, a jeśli był False, to not go odwróci na True. Zastosowanie not bywa przydatne, gdy chcemy wyrazić: „wykonaj coś, jeśli warunek jest fałszywy”.

a = 5
if not a > 10:
    print("Warunek jest fałszywy.")

W powyższym przykładzie, komunikat zostanie wydrukowany, ponieważ a > 10 jest fałszywe, a operator not zmienia to na True. Dzięki temu możemy obsłużyć sytuację, w której główny warunek nie jest spełniony, ale chcemy jednak wykonać pewną akcję.

Przykład zastosowania operatorów logicznych

Korzystanie z operatorów logicznych pozwala budować złożone warunki, które precyzyjnie określają, kiedy dany fragment kodu powinien się wykonać. Poniższy przykład ilustruje kilka różnych zastosowań tych operatorów:

a = 5
b = 10
c = 15

if a < b and b < c:
    print("a jest mniejsze od b, a b jest mniejsze od c.")

if a == 5 or b == 5:
    print("Przynajmniej jedna z wartości a lub b jest równa 5.")

if not a == 10:
    print("a nie jest równe 10.")

W tym przykładzie: - Pierwsza instrukcja if sprawdza, czy a jest mniejsze od b i b jest mniejsze od c. Jeśli oba warunki są prawdziwe, drukuje komunikat. - Druga instrukcja if sprawdza, czy a jest równe 5 lub b jest równe 5. Jeśli przynajmniej jeden z tych warunków jest prawdziwy, drukuje komunikat. - Trzecia instrukcja if używa operatora not do sprawdzenia, czy a nie jest równe 10. Jeśli warunek jest fałszywy (czyli a nie równa się 10), kod się wykona i drukuje odpowiedni komunikat.

W ten sposób, korzystając z różnych kombinacji operatorów, możemy wyrazić szeroką gamę kryteriów, które decydują o przepływie wykonania naszego programu.

Zastosowanie operatora or

W kontekście operatora or, dodatkowe wyjaśnienie działania wyrażenia:

odpowiedz = "TAK"
print(odpowiedz == "tak" or "TAK")

Wyrażenie to może być mylące. W rzeczywistości kod sprawdza, czy odpowiedz jest równa "tak", co jest fałszywe. Jednak drugi „warunek” (po operatorze or) jest po prostu wartością typu string "TAK", która – jak każda niepusta wartość – jest w Pythonie traktowana jako prawdziwa w kontekście logicznym. W efekcie całe wyrażenie zwraca "TAK", ale nie dlatego, że porównanie odpowiedz == "TAK" zostało wykonane, lecz z powodu interpretacji niepustego łańcucha znaków jako wartości prawdziwej.

Prawidłowe użycie powinno być:

odpowiedz = "TAK"
print(odpowiedz == "tak" or odpowiedz == "TAK")

W ten sposób oba warunki są poprawnie sprawdzane, a wynik jest True tylko wtedy, gdy odpowiedz jest równa "tak" lub "TAK". Taka konstrukcja zapobiega nieporozumieniom i pozwala w czytelny sposób wyrazić, że akceptujemy obie wersje odpowiedzi.

Warto pamiętać, że operator or nie tylko przerywa sprawdzanie, gdy pierwszy warunek da wynik True (tzw. krótkie spięcie), ale także zwraca wartość, która faktycznie zadecydowała o ocenie wyrażenia logicznego. Stąd wynika istotna różnica między porównaniem (zwracającym True/False) a po prostu wstawieniem niepustego obiektu (również ocenianego w kontekście logicznym, lecz nie będącego stricte wartością True lub False).