05-Chapter-4-决策思维程序如何判断与选择

Chapter 4: 决策思维：程序如何“判断与选择”

在程序的世界里，一切并非一成不变。程序需要像人类一样，根据不同的情况做出不同的“选择”和“判断”。比如，用户输入了错误密码，程序需要拒绝登录；今天气温超过30度，程序可能需要提醒穿短袖。这种让程序具备智能决策能力的核心，就是决策思维。

本章将带你理解程序如何进行比较和判断，以及如何通过条件分支来指导程序在不同路径上执行。AI 在这方面是你的得力助手，它能帮你轻松构建出复杂的决策逻辑。

4.1 运算符：数据的“比较与组合”

在程序做出判断之前，它首先需要能够“比较”数据。这就像你判断两个数字大小，或者判断两句话是否相同。这就是运算符 (Operators) 的作用。

我们主要关注以下几类运算符：

比较运算符 (Comparison Operators)： 用于比较两个值，结果是布尔值 (True 或 False)。
- == (等于)：判断两个值是否相等。
  - 5 == 5 结果是 True
  - "hello" == "world" 结果是 False
- != (不等于)：判断两个值是否不相等。
  - 5 != 10 结果是 True
- > (大于) / < (小于)
- >= (大于等于) / <= (小于等于)
  - 10 > 5 结果是 True
  - 7 <= 7 结果是 True
逻辑运算符 (Logical Operators)： 用于组合布尔值，构建更复杂的条件。
- and (与)：当所有条件都为 True 时，结果才为 True。
  - True and True 结果是 True
  - True and False 结果是 False
- or (或)：当至少一个条件为 True 时，结果就为 True。
  - True or False 结果是 True
  - False or False 结果是 False
- not (非)：反转布尔值，True 变 False，False 变 True。
  - not True 结果是 False
AI辅助运算符理解：
- AI提示词： “请用Python代码演示如何判断一个人的年龄是否在18到60岁之间（包含18和60）。”
- AI生成：
```
age = 25
is_adult_worker = (age >= 18) and (age <= 60)
print(f"年龄 {age} 是否在18到60岁之间: {is_adult_worker}") # 输出：True

age = 15
is_adult_worker = (age >= 18) and (age <= 60)
print(f"年龄 {age} 是否在18到60岁之间: {is_adult_worker}") # 输出：False
```


4.2 条件分支 (If-Else-Elif)：构建程序的决策树（快递运费规则）
一旦程序能够进行比较，它就可以根据比较的结果来执行不同的代码块。这就是条件分支 (Conditional Statements) 的核心作用，它们是程序“决策树”的骨架。
最常见的条件分支结构是 if-elif-else：

if 语句： 如果某个条件为 True，就执行 if 后面的代码块。
    score = 90
if score >= 60:
    print("及格了！") # 条件为True，执行此行

else 语句： 如果 if 语句的条件为 False，就执行 else 后面的代码块。
    score = 50
if score >= 60:
    print("及格了！")
else:
    print("没及格，需要继续努力。") # 条件为False，执行此行


elif 语句 (else if)： 当有多个条件需要按顺序判断时，可以使用 elif。它会在 if 条件为 False，但下一个 elif 条件为 True 时执行。
    
temperature = 28
if temperature > 30:
    print("天气炎热，请注意防暑。")
elif temperature > 20: # 如果上面条件不满足，再判断这个
    print("天气舒适，适合出行。")
else: # 如果所有条件都不满足，执行这个
    print("天气凉爽，注意保暖。")


重要提示： elif 和 else 必须与 if 一起使用。一个 if 语句可以有零个或多个 elif，以及零个或一个 else。
缩进： 在 Python 中，if、elif、else 后面的代码块必须通过缩进来表示层级关系。通常使用 4 个空格的缩进。



案例：快递运费规则的决策树
    假设一个快递公司的运费规则如下：

重量小于等于 1 kg：运费 5 元。
重量大于 1 kg 且小于等于 5 kg：运费 10 元。
重量大于 5 kg：运费 20 元。

如果目的地是偏远地区，额外加收 5 元。


程序思维拆解：

获取包裹重量和目的地是否是偏远地区的信息。
根据重量判断基础运费。
根据是否偏远地区，判断是否加收额外费用。
计算总运费。



AI辅助构建决策逻辑：

AI提示词： “请用Python编写一个函数 calculate_shipping_cost(weight, is_remote_area)，根据以下规则计算运费：
重量 <= 1kg: 5元
1kg < 重量 <= 5kg: 10元
重量 > 5kg: 20元
如果 is_remote_area 为 True，额外加收 5 元。”


AI生成代码：
    def calculate_shipping_cost(weight, is_remote_area):
    base_cost = 0

    if weight <= 1:
        base_cost = 5
    elif weight <= 5: # 这里的条件实际上是 1 < weight <= 5，因为上面的if已经排除了 <=1 的情况
        base_cost = 10
    else: # 这里的条件是 weight > 5
        base_cost = 20

    # 额外加收偏远地区费用
    if is_remote_area:
        base_cost += 5 # base_cost = base_cost + 5

    return base_cost

# 示例用法
print(f"1kg 普通地区运费: {calculate_shipping_cost(1, False)}元")   # 预期: 5
print(f"3kg 偏远地区运费: {calculate_shipping_cost(3, True)}元")    # 预期: 10 + 5 = 15
print(f"7kg 普通地区运费: {calculate_shipping_cost(7, False)}元")   # 预期: 20
print(f"7kg 偏远地区运费: {calculate_shipping_cost(7, True)}元")     # 预期: 20 + 5 = 25

AI的“思维过程”： AI会根据规则中的“小于等于”、“大于且小于等于”等描述，自动选择 if-elif-else 结构，并使用 and 隐式地处理条件范围（如 elif weight <= 5 实际包含了 weight > 1 的前置条件）。它还会识别出额外的“加收”规则，并用另一个独立的 if 语句来处理。





4.3 AI提示词模板：用自然语言构建复杂决策逻辑
AI 在理解自然语言描述的决策逻辑方面表现出色。掌握一些提示词模板，可以让你更高效地“导演”AI生成你所需的条件分支代码。

基础判断：
“如果 [条件 A]，则 [执行操作 X]。”
“如果 [条件 A]，则 [执行操作 X]，否则 [执行操作 Y]。”
“请判断变量 user_status 是否等于 active，如果是，打印‘用户在线’。”


多重条件判断：
“如果 [条件 A]，则 [操作 X]；如果 [条件 B]，则 [操作 Y]；否则 [操作 Z]。”
“根据用户在网站停留的时间 time_spent_minutes：
如果小于 5 分钟，打印‘新访客’。
如果介于 5 到 30 分钟之间（包含两端），打印‘普通用户’。
如果大于 30 分钟，打印‘高活跃用户’。”




复杂逻辑组合：
“请根据以下情况决定一个订单是否可以被处理：
订单状态必须是‘待支付’ 或者 ‘已支付’。
同时，订单金额必须大于 0。”


“请编写代码，检查一个年份是否是闰年。闰年的规则是：能被4整除但不能被100整除，或者能被400整除。”（这是一个经典的编程题，AI 可以轻松解决）



小结： 决策思维是让程序变得“智能”和“灵活”的关键。通过运算符进行比较，再通过 if-elif-else 构建决策树，你的程序就能根据不同的数据和情况做出不同的响应。在 AI 的辅助下，你可以直接用自然语言描述复杂的决策规则，让 AI 帮你完成代码的编写，从而将你的精力聚焦在业务逻辑的清晰定义上，而不是困于语法的细节。

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