Condicionals

Aquest lliçó presenta la instrucció condicional, que permet que l'ordinador executi certes instruccions o unes altres depenent de si es dóna o no una determinada condició. Gràcies a les instruccions condicionals, podem escriure programes que prenguin decisions. En Python aquesta instrucció s'escriu amb les paraules clau if then else.

Màxim de dos enters

Considerem que volem fer un programa que llegeixi dos enters, diguem-ne a i b, i que escrigui un enter, diguem-ne m, que sigui el més gran entre a i b (és a dir, el màxim d'a i de b).

Utilitzant com a patró un programa anterior, podem escriure un programa quasi complet com aquest:

from yogi import read

# lectura de les dades d'entrada
a = read(int)
b = read(int)

# càlcul de m com el màxim d'a i de b
...

# escriptura del resultat
print(m)

El programa no està acabat, perquè encara no hem precisat com es calcula el resultat, és a dir, quin ha de ser el valor d'm en funció dels valors d'a i de b. Com fer-ho?

Com que no hi ha cap operador que calculi directament el màxim entre dos nombres, utilitzarem una instrucció condicional, la qual permet executar una instrucció o una altra depenent d'una determinada condició. En Python la instrucció condicional s'escriu usant les paraules clau if i else, de la forma següent:

if ⟨Condició⟩:
    ⟨Instruccions_SÍ⟩
else:
    ⟨Instruccions_NO⟩

El funcionament és senzill: Si es compleix la ⟨Condició⟩, s'executa el bloc d'⟨Instruccions_SÍ⟩; altrament, s'executa el bloc d'⟨Instruccions_NO⟩. El diagrama de flux següent mostra el funcionament de la instrució condicional:

La part de l'else és opcional: si no es proporciona, no es farà res quan no es compleixi la condició. En aquest cas s'escriu així:

if ⟨Condició⟩:
    ⟨Instruccions_SÍ⟩

El diagrama de flux següent mostra el funcionament de la instrució condicional sense else:

Fixeu que les instruccions ⟨Instruccions_SÍ⟩ i ⟨Instruccions_NO⟩ s'escriuen indentades, és a dir, més a la dreta (típicament amb quatre espais). D'aquest forma l'ordinador pot saber quan comencen i quan acaben i els humans poden fer-s'en càrrec visualment.

Així, per calcular el màxim entre a i b, podem utilitzar la instrucció condicional de la forma següent:

if a > b:
    m = a
else:
    m = b

Aquest fragment diu que quan el valor d'a sigui més gran que el de b, cal copiar el valor d'a a la variable m. Altrament (és a dir, quan el valor d'a sigui menor o igual que el de b), cal copiar el valor de b a la variable m. En qualsevol dels dos casos, el valor final de m serà el màxim entre els valors d'a i de b, tal com cal.

El programa complet queda doncs així:

from yogi import read

# lectura de les dades d'entrada
a = read(int)
b = read(int)

# calcul de m com el màxim d'a i de b
if a > b:
    m = a
else:
    m = b

# escriptura del resultat
print(m)

En aquest programa hem escrit la condició de la instrucció condicional utilitzant l'operador >, que indica si el primer valor és més gran que el segon. També existeixen els operadors < (més petit que), >= (més gran o igual que), <= (més petit o igual que), == (igual que) i != (diferent de). Aquests operadors s'anomenen operadors relacionals i es dónen a la taula següent:

operador	significat
==	igual
!=	diferent
<	menor estricte
>	major estricte
<=	menor o igual
>=	major o igual

👁️ Fixeu-vos que x == y (amb dos iguals) compara si els valors de x i de y són iguals, mentre que x = y (amb un sol igual) assigna a x el valor de y. No els confongueu.

👁️ Alguns editors mostren símbols com ara <= com a ≤, perquè estèticament és més plaent. Igualment cal picar <=.

Exercici

A continuació presentem algunes alternatives pel programa anterior. Podrieu diferenciar les correctes de les incorrectes?

# Fragment 1: Correcte o incorrecte?
if a >= b:
    m = a
else:
    m = b

# Fragment 2: Correcte o incorrecte?
if a < b:
    m = b
else:
    m = a

# Fragment 3: Correcte o incorrecte?
if a <= b:
    m = b
else:
    m = a

# Fragment 4: Correcte o incorrecte?
if a > b:
    m = a
if b >= a:
    m = b

# Fragment 5: Correcte o incorrecte?
if a > b:
    m = a
if a < b:
    m = b

Piqueu per veure la solució

Tots són correctes, excepte el fragment 5. Aquest fragment no és correcte perquè quan a és igual que b no s'executa cap de les dues instruccions i, per tant, m no queda definit.

Mínim i màxim de dos enters

Suposem que ara volem fer un programa que llegeixi dos nombres, i que n'escrigui el mínim i el màxim en una línia, separats per un espai. Aquesta n'és una possible solució (noteu que sovint ometem l'import per estalviar espai):

a = read(int)
b = read(int)
if a < b:
    minim = a
    maxim = b
else:
    minim = b
    maxim = a
print(minim, maxim)

Una altra possible implementació seria prescindir de les variables maxim i minim i escriure els valor d'a i b en l'ordre correcte:

a = read(int)
b = read(int)
if a < b:
    print(a, b)
else:
    print(b, a)

Per a un programa tan curt com aquest, qualsevol de les solucions és igualment acceptable, però en programes un xic més llargs sovint és convenient no barrejar els càlculs amb l'escriptura dels resultats.

Màxim de quatre enters

Ara suposem que volem fer un programa que llegeixi quatre nombres, i que n'escrigui el màxim. Aquesta és una solució possible:

a = read(int)
b = read(int)
c = read(int)
d = read(int)
if b > a:
    a = b
if c > a:
    a = c
if d > a:
    a = d
print(a)

Fixem-nos en el primer if:

if b > a:
    a = b

El que fa aquesta línia és actualitzar el valor d'a si b és més gran. Altrament, no fa res (perquè no hi ha la branca de l'else; recordeu que és opcional). El resultat és que després d'executar aquesta línia, a conté el màxim entre els valors inicials d'a i de b. Similarment, després del segon if, a conté el màxim entre els valors inicials d'a, b i c. I, després de l'últim if, a conté el màxim dels quatre nombres llegits, és a dir, el resultat demanat, que ja es pot escriure.

En aquesta solució no hem usat explícitament cap variable per guardar la sortida, sinó que hem aprofitat una de les variables d'entrada per fer-ho (a, concretament). Això és lícit en aquest cas, perquè el valor original de les variables d'entrada no ens cal guardar-lo. En programes un xic més llargs això pot ser detrimental.

Condicionals aniuats

Suposem que volem un programa que llegeixi un nombre i digui si és positiu, negatiu o zero. Tenint en compte el que hem explicat, podríem escriure'l així:

x = read(int)
if x > 0:
    print('positiu')
else:
    if x < 0:
        print('negatiu')
    else:
        print('zero')

Fixeu-vos que, en aquest cas, la instrucció corresponent al primer else (quan x >= 0) és un nou condicional. En diuem condicionals aniuats. Observeu com la relació d'aniuament es pot veure a través de la indentació.

El programa es podria escriure de moltes altre formes. Per exemple, la solució següent aniua el segon condicional en cos del primer if:

x = read(int)
if x >= 0:
    if x == 0:
        print('zero')
    else:
        print('positiu')
else:
    print('negatiu')

Per tal de disminuir l'aniuament dels programes (l'aniuament és útil però complica la lectura del programa), en Python existeix la instrucció elif que és una contracció de else ifs i no necessita un nou nivell d'indentació:

x = read(int)
if x > 0:
    print('positiu')
elif x < 0:
    print('negatiu')
else:
    print('zero')

Així, primer s'avalua la condició x > 0. Si és certa s'escriu positiu i el bloc condional acaba. Sinó, s'avalua la condició x < 0. Si aquesta és certa s'escriu negatiu i el bloc condional acaba. Sinó (quan no es té x > 0 ni x < 0), s'escriu zero i el bloc condional acaba.

Aquesta és l'estructura general i el flux de l'instrucció condicional, els nombre de elifs és arbitrari i el else opcional:

if ⟨Condició_1⟩:
    ⟨Instruccions_1⟩
elif ⟨Condició_2⟩:
    ⟨Instruccions_2⟩
elif ⟨Condició_3⟩:
    ⟨Instruccions_3⟩
else:
    ⟨Instruccions_SINÓ⟩

Jordi Petit, Salvador Roura
Lliçons.jutge.org
© Universitat Politècnica de Catalunya, 2024