0 はじめに

こんにちは。橘諸兄です。
久し振りの記事の投稿です。
私のfor文のまとめの記事を多くの方にご閲覧・高評価頂いております。ありがとうございます。

この記事ではif文についてPythonの初学者さんにも分かるように書きます。

1 if文の使い方

if文は分岐処理に用いるもので、殆ど全てのプログラミング言語に実装されているでしょう。
if文に分類されるものはif、elifやelseがあります。

1-1 if

if (条件P):
  Pの時の行う動作

ifはこれだけです。

例えば

n=3
if n==3:
  print("Yes")

だと

Yes

と出力されます。

1-2 else

elseはifに対して次のように用います。

if (条件P):
  (Pの時の動作)
else:
  (Pでない時の動作)

例えば

n = 2
if n == 3:
  print("Yes")
else:
  print("No")

だと

No

と出力されます。

1-3 elif

elifはelse ifの略です。(C++には無いでしょう)
その名前の由来の通り、elifはifに対して次のように用います。

if (条件P):
  (Pの時の動作)
elif (条件Q):
  (PでなくQの時の動作)

例えば、

n = 2
if n == 3:
  print("Yes")
elif n == 2:
  print("Oh")
else:
  print("No")

であれば、一つ目の条件n == 3は通過し、二つ目の条件n == 2には引っ掛かるので、

Oh

が出力されます。

又、ifの後にelifではなくifを用いた場合、その前のif文とは切り離されて処理されます。注意しましょう。
つまり、

n = 3
if n > 2:
  print("A")
if n > 1:
  print("B")

だと、2つのifが別々に扱われるので

A
B

となります。
(2つ目をelifとした場合、Bは出力されませんね。確かめてみましょう。)

1-4 while

while文はfor文の仲間ですが、条件をとるという点でif文と似ていると思いました。一応紹介しておきます。
whileは

while (条件P):
  (条件Pが成立っている間ずっとこの動作を行う)

のように用います。

例えば、

n = 3
while n > 0:
  print(n)
  n = n - 1

であれば、nが0より大きい間print(n)とn=n-1が実行されるので、

3
2
1

と出力されます。

(以下、発展的な内容ですので、参考までに)

又、for文と同様に途中で強制終了することもできます。

n = 3
while n > 0:
  print(n)
  n = n - 1
  break

であれば、while内の処理を1回行った時に強制的に終了されるので、出力は

だけです。

そして、for文と同様、breakで終了されなかったかはelseで検出することができます。

n = 3
while n > 0:
  print(n)
  n = n - 1
else:
  print("Oh")

であれば、breakによる強制終了はされていないので

3
2
1
Oh

となります。

2 条件のルール

条件には主に、比較演算子や論理演算子が使われます。

2-1 比較演算子

上に書いたn == 3やn > 0などのように、2つの要素がどうかを調べるものを比較演算子と言います。
比較演算子には次のようなものがあります。

比較演算子	意味
`a == b`	`a`と`b`が等しいか
`a != b`	`a`と`b`が異なるか
`a < b`	`b`は`a`より大きいか
`a > b`	`b`は`a`より小さいか
`a <= b`	`b`は`a`以上か
`a >= b`	`b`は`a`以下か

・=ではなく==であることに注意して下さい。=は値の変更です。
・比較演算子は、真ならTrue、偽ならFalseを返します。TrueとFalseはboolという型に所属しています。
・型が異なる場合は、==で比較してもFalseが帰ってきたり、>などの大小比較をしてもエラーが出たりします。
・(isというのもあるようですが、==の方が確実です。気になる方は参考になる記事をご覧ください。)

2-2 論理演算子

論理演算子は条件から新たな条件を作るものです。次のようなものがあります。
(P,Qは条件とします)

論理演算子	意味
`not P`	`P`でない
`P and Q`	`P`も`Q`も成り立つ
`P or Q`	`P`か`Q`どちらかは成り立つ

高校数学で扱うのと全く一緒ですね。

これらを複合させてもっと複雑な条件を作ることもできますが、異なる論理演算子を結合させる時は()で括って明確にするとよいでしょう。
例えば、P かつ (Q かつ R)ならP and Q and Rでいいのですが、P かつ (Q または R)を表したい時は、P and (Q or R)としましょう。

(実験してみたところ、論理演算子は左から順に実行されるように見えました。
つまり、P and Q or Rなら(P and Q) or Rとして実行されるようです。)
(2024/08/25 22:54 shiracamusさんのご指摘による訂正) 論理演算子はandが優先されます。

又、PかQどちらかだけが成り立つとしたい場合、bit演算子^を使うとよいでしょう。
この場合は次のように条件を()で囲む必要があります。

n = 1
if (n == 1) ^ (n == 2):
  print("Oh")

出力は勿論

Oh

です。

3 発展的な話

3-1 条件以外にも使えます

ifの後には「条件」以外も来れます。
例えば、

if True:
  print("Oh")
if False:
  print("Wow")

とすれば、Trueのところは実行されてFalseのところは実行されず、

Oh

と出力されます。

(上に述べたような演算子もbool値を返すものでしたから、if文はbool値を引数(?)にとるものと考えられますね。)

前のコードは至って冗長でしたが、while文ではこのような記法はよく使われます。

while True:
  print("Wow")

とすると、

Wow
Wow
Wow
(以下限りなく続く)

とずっと続きます。

3-2 bool値以外でも使えます

実は、if文の後に来れるのはint型、str型、list型などいくらでもあります。

n = 10
s = "ABC"
t = ""
L = [1,2,4]
if n:
  print("a")
if s:
  print("b")
if t:
  print("c")
if L:
  print("d")

を実行すると

a
b
d

と出力されました。

恐らく、ifの後に来たものはbool型に変換されてから処理されているのでしょう。
実際、

n = 10
s = "ABC"
t = ""
L = [1,2,4]
print(bool(n))
print(bool(s))
print(bool(t))
print(bool(L))

とすると、

True
True
False
True

と出力されました。

~~「空」のもの(intなら0、strなら空文字列、listなら空配列など)がFalseになり、そうでないものがTrueになるのだと思います。~~

(2024/08/25 22:54 shiracamusさんのご指摘による追加情報)
Falseになる組み込みオブジェクトは、偽であると定義されている定数(NoneとFalse)、数値型におけるゼロ、空のシーケンスまたはコレクション('',(),{}など)です。

4 さいごに

最後までお読みいただきありがとうございました。
if文関連で記事を書こうと思い立って90分で仕上げましたが、意外と長くなってしまいました。
(Python版APG4bがAtCoderさんから出ているようで、この記事の需要は果たしてあるのかという話ですが)
ついでに、随分前ですがfor文についての記事も執筆致しましたので、そちらも併せてご覧頂けると幸いです。
ではまた別の記事でお会いしましょう。さようなら。

追記.shiracamus様のご指摘により、誤情報を改め曖昧な箇所を正確に修正しました。shiracamus様に感謝を申し上げます。