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Week 04: 流程控制(上) - 程式的決策之道！

張傑帆

National Taiwan University

目錄

• 流程控制概念介紹
• if-else條件判斷基礎
• 比較運算符號大解密
• 邏輯運算符號應用
• 多重條件判斷(elif)
• 互動式選單設計
• Random模組增添趣味
• 智慧選擇器實作

學習目標

今天我們要讓程式學會做決定！

技能解鎖清單：

• 條件判斷掌握 - 讓程式會思考(判斷)
• 比較運算精通 - 判斷大小多少
• 邏輯思維建立 - 複雜條件組合
• 選單系統設計 - 使用者友善介面
• 隨機功能應用 - 增加程式趣味性
• 決策系統整合 - 打造智慧助手

Let's make smart programs!

什麼是流程控制？

生活中的決策

• 下雨了 → 帶傘出門
• 天氣晴朗 → 不帶傘
• 考試成績 ≥ 80 → 獎勵自己
• 手機電量 < 20% → 開始充電

程式中的流程控制

if 條件:
    執行動作A
else:
    執行動作B

讓程式能根據不同情況做出不同反應！

if-else條件判斷基礎

基本語法結構

if 條件式:
    # 條件為True時執行
    程式碼塊
else:
    # 條件為False時執行
    程式碼塊

溫度判斷範例

temperature = int(input("今天溫度是幾度？"))

if temperature >= 25:
    print("今天很熱，記得多喝水！")
else:
    print("今天涼爽，適合出門走走！")

重點提醒：Python用縮排來表示程式碼塊！

比較運算符號大解密

六大比較運算符

實戰範例

score = 85

# 基本比較運算
print(score >= 80)    # True
print(score == 100)   # False

# 結合if條件判斷
if score >= 80:
  print("恭喜！成績優良！")

if score != 100:
  print("還有進步空間喔！")

# 更多比較範例
age = 18
if age >= 18:
  print("已成年，可以投票！")

temperature = 30
if temperature > 25:
  print("今天很熱！")

邏輯運算符號應用

三大邏輯運算符

成績分級範例

score = int(input("請輸入成績："))

if score >= 90 and score <= 100:
    print("A級：優秀！")
elif score >= 80 and score < 90:
    print("B級：良好！")
elif score >= 70 and score < 80:
    print("C級：及格！")
else:
    print("需要加油！")

多重條件判斷(elif)

elif語法結構

if 條件1:
    動作1
elif 條件2:
    動作2
elif 條件3:
    動作3
else:
    其他動作

交通燈號系統

light = input("交通號誌是什麼顏色？(紅/黃/綠)")

if light == "紅":
    print(" 停止！等待綠燈")
elif light == "黃":
    print(" 準備停車，注意安全")
elif light == "綠":
    print(" 可以通行")
else:
    print(" 無效的號誌顏色")

互動式選單設計 - 選單系統範例

print("===  歡迎來到Pizza店 ===")
print("1. 瑪格麗特披薩 - $280")
print("2. 夏威夷披薩 - $320") 
print("3. 海鮮披薩 - $380")
print("4. 離開")

choice = input("請選擇您要的披薩(1-4)：")

if choice == "1":
    print("您選擇了瑪格麗特披薩！")
elif choice == "2":
    print("您選擇了夏威夷披薩！")
elif choice == "3":
    print("您選擇了海鮮披薩！")
elif choice == "4":
    print("謝謝光臨！")
else:
    print("無效選擇，請重新選擇！")

小練習

print("===  學生成績管理系統 ===")

# 輸入成績
chinese = int(input("請輸入國文成績："))
english = int(input("請輸入英文成績："))
math = int(input("請輸入數學成績："))

# 計算總分和平均
total = chinese + english + math
average = total / 3

print(f"總分：{total}")
print(f"平均：{average:.1f}")

# 成績等級判斷
if average >= 90:
  print(" A級：優秀！")
  print("建議：...")
elif average >= 80:
  print(" B級：良好！")
  print("建議：...")
elif average >= 70:
  print(" C級：及格！")
  print("建議：...")
elif average >= 60:
  print(" D級：待加強！")
  print("建議：...")
else:
  print(" E級：需努力！")
  print("建議：...")

Random模組

Random模組是Python的內建模組，用來產生隨機數字、隨機選擇等功能

基本使用方法

import random  # 首先要匯入模組

常用Random函式

1. random.randint(a, b) - 產生整數範圍隨機數

import random

# 產生1到10之間的隨機整數(包含1和10)
dice = random.randint(1, 6)    # 骰子
lottery = random.randint(1, 49) # 樂透號碼

2. random.choice(sequence) - 從序列中隨機選擇

# 從清單中隨機選一個
colors = ["紅色", "藍色", "綠色", "黃色"]
chosen_color = random.choice(colors)

# 隨機選擇今天要做的事
activities = ["看電影", "運動", "讀書", "購物"]
today_plan = random.choice(activities)

3. random.random() - 產生0-1之間的小數

# 產生0.0到1.0之間的隨機小數
probability = random.random()
print(f"機率值：{probability}")

# 模擬擲硬幣
if random.random() > 0.5:
  print("正面！")
else:
  print("反面！")

4. random.shuffle(list) - 打亂清單順序

# 洗牌功能
cards = ["A", "K", "Q", "J", "10"]
random.shuffle(cards)
print(f"洗牌後：{cards}")

Random模組增添趣味

引入random模組

import random

# 產生1-10的隨機數字
number = random.randint(1, 10)
print(f"隨機數字：{number}")

# 從清單中隨機選擇
foods = ["漢堡", "壽司", "義大利麵", "炒飯"]
choice = random.choice(foods)
print(f"今天吃：{choice}")

猜數字遊戲

import random

secret = random.randint(1, 100)
guess = int(input("猜一個1-100的數字："))

if guess == secret:
    print(" 恭喜！猜對了！")
elif guess > secret:
    print(" 太大了！")
else:
    print(" 太小了！")

實戰範例：運勢占卜器

import random

print(" 今日運勢占卜器 ")
name = input("請輸入您的姓名：")

# 隨機運勢
fortunes = [
  "大吉！今天是你的幸運日！",
  "中吉！保持積極心態！", 
  "小吉！會有小驚喜等著你！",
  "平！平平淡淡也是福！",
  "凶！小心謹慎，避免衝動！"
]

# 隨機幸運數字
lucky_number = random.randint(1, 99)

# 隨機幸運顏色
lucky_colors = ["紅色", "藍色", "綠色", "黃色", "紫色", "粉色"]
lucky_color = random.choice(lucky_colors)

print(f"\n{name}，您今日的運勢是：")
print(random.choice(fortunes))
print(f"幸運數字：{lucky_number}")
print(f"幸運顏色：{lucky_color}")

互動遊戲：猜數字進階版

import random

print(" 猜數字遊戲 ")
secret_number = random.randint(1, 100)
attempts = 0
max_attempts = 7

print("我想了一個1到100的數字，你能猜到嗎？")
print(f"你有{max_attempts}次機會！")

while attempts < max_attempts:
  guess = int(input(f"第{attempts + 1}次猜測："))
  attempts += 1
  
  if guess == secret_number:
    print(f" 太棒了！你猜對了！答案就是{secret_number}")
    print(f"你總共猜了{attempts}次！")
    break
  elif guess > secret_number:
    print(" 太大了！再試試看！")
  else:
    print(" 太小了！再試試看！")
  
  remaining = max_attempts - attempts
  if remaining > 0:
    print(f"還有{remaining}次機會！")
  else:
    print(f" 遊戲結束！答案是{secret_number}")

智慧選擇器實作 - 今天吃什麼決策器

import random

print(" === 智慧選擇器：今天吃什麼？ ===")
mood = input("你今天心情如何？(開心/難過/普通)：")
budget = int(input("預算多少錢？"))

if mood == "開心" and budget >= 500:
    foods = ["高級日料", "法式餐廳", "牛排館"]
elif mood == "開心" and budget < 500:
    foods = ["火鍋", "燒烤", "義大利麵"]
elif mood == "難過":
    foods = ["泡麵", "冰淇淋", "炸雞"]
else:
    foods = ["便當", "麵店", "自助餐"]

choice = random.choice(foods)
print(f" 建議你今天吃：{choice}")

if budget >= 300:
    print(" 預算充足，好好享受吧！")
else:
    print(" 省錢也能吃得開心！")

本週總結

今天我們學會了：

• 條件判斷: if-else讓程式會思考
• 比較運算: 六種符號判斷大小關係
• 邏輯運算: and、or、not組合複雜條件
• 多重判斷: elif處理多種情況
• 互動選單: 打造使用者友善介面
• 隨機功能: random模組增加趣味性
• 演算法思維: 問題分解與條件設計

下週預告

下週我們將學習迴圈控制，讓程式能夠重複執行，處理大量資料！

作業：智慧生活助手系統

作業要求：

三選一作業 (下個主題二擇一)

• 任選其一完成即可，選哪個不影響分數

選項一：基礎練習 (適合初學者)

學生成績管理系統

• 使用條件判斷製作成績分析與建議系統
• 功能包含：
  • 多科成績輸入
  • 根據總分給出等級評價
  • 學習建議（可自訂）
• 使用if-elif-else結構
• 包含至少5種不同的成績等級

選項二：進階應用 (有點挑戰性)

智慧選擇決策系統

• 整合多種功能選單：
  • 今天吃什麼建議器
  • 穿衣搭配建議器
  • 休閒活動推薦器
• 結合random模組增加隨機性
• 根據使用者輸入(心情、預算、天氣)給建議
• 包含錯誤處理和重複選單功能

選項三：創意發揮 (自由度高)

個人化智慧助手

• 主題：運用流程控制設計實用工具
• 可能方向：學習計畫制定器、理財建議系統、健康管理助手
• 必須包含：多重條件判斷、邏輯運算、互動選單
• 鼓勵加入創新功能和美化GUI介面
• 可結合之前學過的變數、資料型態等概念