Кірістірілген және каскадты шарттар

Ойланып көр: киім таңдағанда сен алдымен ауа райына қарайсың — суық па, жылы ма? Егер суық болса, бұл жерде шешім бітпейді — тағы бір сұрақ туады: жаңбыр жауып тұр ма? Жаңбыр болса — күрте үстіне қолшатыр да аласың, болмаса — тек күрте жеткілікті.

Мұнда не байқадың? Бірінші шарттың («суық па?») «иә» жауабының ішінде тағы бір шарт («жаңбыр бар ма?») жасырылған. Жауабы — қарапайым: if блогының ішіне тағы бір if жазуға болады. Сыртқы шарт ақиқат болғанда ғана, оның ішінде орналасқан екінші шарт тексеріледі. Осындай, басқа тармақтың ішінде орналасқан тармақты кірістірілген тармақталу дейміз.

Анықтаманы бөлшектеп көрейік: «Басқа тармақтың ішінде орналасқан» — ішкі if сыртқы if-тің (немесе else-тің) блогының бір бөлігі болып саналады, ол сыртқы шарт орындалғанда ғана іске қосылады. «Бір if операторының ішінде тағы бір if» — деңгейлердің саны шектелмеген, бірақ көбінесе 2 деңгеймен шектеледі, өйткені одан көп болса, кодты оқу қиындайды. «Шегініс әр деңгейде артады» — бірінші деңгей 4 бос орын шегінісімен жазылса, екінші деңгей (ішкі if) тағы 4 бос орын қосып, жалпы 8 бос орын шегінісімен жазылады.

Неге дәл осылай ұйымдастырылған? Себебі кейбір шешімдер бір ғана сұрақпен шешілмейді — алдымен бір жалпы сұраққа жауап табу керек, содан кейін сол жауапқа байланысты тағы нақтыланған сұрақ қою керек. Мысалы: «егер ученик 5 сынса оқыса (1-шарт), және сонымен қатар үй жұмысын да тапсырса (2-шарт), оған «үздік» белгісі қойылады». Бұл — екі деңгейлі кірістірілген тармақталудың типтік мысалы.

Кірістірілген тармақталуды бір-бірінің ішінде тұрған қорапшаларға (матрёшкаға) ұқсатуға болады. Сыртқы қорапты ашсаң — оның ішінде тағы кішірек қорап тұр. Дәл осылай, сыртқы шартты «ашқанда», оның ішінен тағы бір шарт шығады.

Мұғалім тақтада қалай шешер еді, дәл солай қадаммен жүрейік.

x = int(input())
y = int(input())

if x > 0:
    ...
else:
    ...

if x > 0:
    if y > 0:
        print("Birinshi toksan")
    else:
        print("Tortinshi toksan")
else:
    if y > 0:
        print("Ekinshi toksan")
    else:
        print("Ushinshi toksan")

Енді басқа жағдайды қарастырайық: оқушының бағасын анықтау керек делік — «5» болса «Үздік», «4» болса «Жақсы», «3» болса «Қанағаттанарлық», қалғаны «Қанағаттанарлықсыз». Мұнда екі емес, төрт түрлі нұсқа бар. Бұл есепті кірістірілген if арқылы шешуге болады, бірақ әр жаңа нұсқа қосылған сайын кірістіру тереңдей береді, шегініс саны өсе береді, кодты оқу қиындай түседі.

Python мұндай жағдай үшін ыңғайлырақ тәсіл ұсынады — бірнеше шартты бір деңгейде, тізбектей тексеретін құрылым. Осындай, екіден көп нұсқадан таңдау үшін қолданылатын, шарттарды жоғарыдан төмен қарай тізбектей тексеретін тармақталуды каскадты тармақталу дейміз.

Анықтаманы бөлшектеп көрейік: «Екіден көп нұсқа» — каскадты тармақталу дәл осы жағдайда тиімді: екі ғана нұсқа болса, қарапайым if-else жеткілікті. «Жоғарыдан төмен қарай тізбектей тексеріледі» — Python алдымен бірінші шартты тексереді, ол жалған болса — екіншісін, ол да жалған болса — үшіншісін, осылай жалғасады. «Біреуі орындалған сәтте... қалғаны тексерілмейді» — бұл өте маңызды қасиет: бір шарт ақиқат болып, сәйкес блок орындалғаннан кейін, Python қалған шарттарды мүлдем тексермейді, тіпті олар да ақиқат болатын болса да.

Неге дәл осылай жұмыс істейді? Себебі есеп логикасы бойынша, бір нәрсе тек бір санатқа жатуы керек. Сондықтан бірінші сәйкес келген шарт табылғаннан кейін, қалғанын тексерудің қажеті жоқ — бұл, сонымен қатар, бағдарламаны жылдамырақ та етеді. Мысалы: number = 1 болғанда, Python алдымен «number == 1» дегенді тексереді — ол ақиқат, сондықтан «Bir» деп шығарады да, «number == 2» шартын мүлдем тексермейді.

Каскадты тармақталуды эскалатор баспалдақтарына ұқсатуға болады: жоғарыдан төмен қарай түсе бересің, әр баспалдақта «осында тоқтаймын ба?» деп тексересің. Қажетті жерге жеткенде тоқтайсың да, қалған баспалдақтарға назар аудармайсың.

if <шарт 1>:
    <нұсқау 1>
elif <шарт 2>:
    <нұсқау 2>
else:
    <нұсқау 3>

Бөлшектеп қарайық: «elif» — «else if» дегеннің қысқарған түрі, «алдыңғы шарт жалған болса, мынаны тексер» дегенді білдіреді. «elif бірнеше рет қайталануы мүмкін» — нұсқа саны қанша болса, сонша elif жазуға болады, шектеу жоқ. «else блогы міндетті емес» — егер барлық elif шарттары жалған болғанда ешқандай арнайы әрекет керек болмаса, else-ті жазбауға болады.

Неге elif деңгейі бір ғана? Себебі бұл — каскадты тармақталудың басты артықшылығы: барлық шарттар if-тің бір деңгейінде тұрады, кірістіру жасалмайды, сондықтан код жазылым ретімен оқуға оңай. Мысалы:

number = int(input())
if number == 1:
    print("Bir")
elif number == 2:
    print("Eki")
else:
    print("Baska san")

Мұнда үш нұсқа бар: 1, 2 және «басқа сан». Барлығы бір деңгейде, кірістірусіз жазылған. Бұл — кезекте тұрған сияқты: алдымен біріншіге сұрақ қойылады, «иә» десе — сол адаммен жұмыс жасалады, «жоқ» десе — кезектегі келесіге өтеді. Бір адам «иә» дегеннен кейін, қалған кезекке қарамайсың.

else number == 5:
    print("Bes")

elif number == 5:
    print("Bes")

Мұғалім тақтада қалай шешер еді, дәл солай қадаммен жүрейік.

number = int(input())

if number == 1:
    print("Bir")

elif number == 2:
    print("Eki")

else:
    print("Baska san")

Енді бір сұрақ туады: ширек анықтау есебінде неге кірістірілген if қолдандық, ал баға анықтау есебінде неге elif қолдандық? Екеуі де «бірнеше нұсқадан таңдау» емес пе?

Мәселе мынада — бұл екі есептің құрылымы мүлдем әртүрлі. Ширек есебінде екі тәуелсіз белгі бар (x таңбасы және y таңбасы), олардың комбинациясы нәтижені анықтайды. Ал баға есебінде бір ғана белгі бар (number мәні), оның әртүрлі нақты мәндерін кезекпен тексереміз. Дәл осы айырмашылық — қашан кірістіру, қашан каскад қолдану керектігін анықтайтын негізгі белгі.

if...elif...else құрылымы кірістірілген if-else-ден оқылуы оңай болғандықтан артық: кірістіруде шегініс саны артып, кодты түсіну қиындайды, ал elif барлық шартты бір деңгейде тексереді.

Бөлшектеп қарайық, қашан қайсысын қолдану керек: Кірістірілген if — екі немесе одан да көп тәуелсіз белгінің комбинациясын тексеру керек болғанда қолданылады (мыс. x пен y таңбасы бірге қарастырылады). Каскадты if-elif-else — бір ғана белгінің әртүрлі нақты мәндерін немесе диапазондарын кезекпен тексеру керек болғанда қолданылады (мыс. бір ғана number айнымалысының 1, 2 немесе басқа мәндері).

Неге elif жалпы алғанда оқуға оңайырақ деп саналады? Себебі кірістіруде әр жаңа деңгей қосымша шегініс қосады — 2 деңгей 8 бос орын, 3 деңгей 12 бос орын талап етеді. Бұл кодты экранда оңға қарай «жылжытып» жібереді, оны оқу қиындайды. Ал elif барлық нұсқаны бір тік сызықта, бір деңгейде ұстайды.

Кірістіру — бір үлкен жолдың ішінен тармақталатын кішкене сыңарлар сияқты (алдымен үлкен жолды таңда, содан кейін сол жолдың ішіндегі кіші жолды таңда). Ал каскад — бір үлкен жолда қатар тұрған бірнеше есік сияқты, әр есікке кезекпен барасың, біреуі ашылса — кіресің де, қалғанына бармайсың.