在 Kotlin 中新增條件式行為

1. 事前準備

在本 Kotlin 程式碼研究室中，您將建立另一款骰子遊戲 Lucky Dice Roll，試著擲出幸運數字。此遊戲程式將設定一個幸運數字，並擲出骰子。然後，程式會對照幸運數字檢查擲出的數字，並將適當的訊息列印至輸出內容。爲此，您將學習如何在 Kotlin 程式中比較值並做出不同的決策。

為協助您專注於程式設計概念，而無須擔心應用程式的使用者介面，您將使用以瀏覽器為基礎的 Kotlin 程式設計工具，並將結果輸出至控制台。

必要條件

瞭解如何在 https://developer.android.com/training/kotlinplayground 中開啟、編輯及執行程式碼
能夠建立並執行 Kotlin 程式，且能在程式中使用變數、含引數函式、含方法類別，然後將結果輸出至控制台。

課程內容

如何使用 if 和 else 陳述式。
如何使用大於 (>)、小於 (<) 和等於 (==) 等運算子來比較值。
如何使用 when 陳述式來根據指定值選擇選項。
Boolean 資料類型是什麼，以及如何使用 true 和 false 值來做出決策。

建構項目

Lucky Dice Roll 是一款以 Kotlin 為基礎的骰子遊戲，您可以在其中指定一個幸運數字。只要玩家擲出這個幸運數字，即可獲勝。

需求條件

連線網際網路的電腦。

2. 在程式碼中做出決策

Lucky Dice Roller 程式需判斷使用者是否擲出幸運數字，並根據結果傳送祝賀訊息或再試一次訊息。

應用程式開發人員須決定應用程式的行為方式，並為使用者建立不同的結果。

如要建構購物應用程式，可以根據使用者選擇的配送選項顯示不同的畫面。若是測驗遊戲，則會根據玩家答案是否正確來顯示不同的畫面。視應用程式而定，您可能需要在程式碼中考量多種可能的結果。

在 Lucky Dice Roller 程式中，應用程式應處理不同的情況，例如：

如果擲出的骰子是幸運數字，系統會顯示恭喜訊息！
否則如果擲出的骰子並非幸運數字，系統會顯示再試一次訊息。

如要在程式碼中新增此邏輯，請使用特殊的 Kotlin 關鍵字，例如 if、else 和 when。

以下舉幾個例子來說明。

使用 `if` 陳述式來設定符合的條件

檢查下方的程式碼。您猜得到輸出內容是什麼嗎？

fun main() {
   val num = 5
   if (num > 4) {
       println("The variable is greater than 4")
   }
}

將程式碼複製及貼上到 Kotlin 程式編輯器中，然後執行程式來觀察輸出內容。

The variable is greater than 4

此程式的決策過程如下所示：

建立變數 num 並將其設為 5.
如果 num 大於 4，系統會列印 "The variable is greater than 4"。
在所有其他情況下，不必採取任何行動。

在上述範例中，num 設定為 5。if 陳述式會比較變數是否大於 4。由於比較結果為 true，系統接下來會執行大括號內的指令並列印訊息。

請注意 if 陳述式的一般格式：

以 if 關鍵字開頭。
後接一對括號 ()。括號內包含條件。該條件可以是結果為 true 或 false 的任何條件。例如，一個數字是否大於另一個數字。
後接一對大括號 {}。在大括號內包含結果為 true 的條件時要執行的程式碼。

if (condition-is-true) {
    execute-this-code
}

使用 `if` 陳述式來設定不符合的條件

將 num 的值變更為 3，如下所示。如果執行這個程式碼，您預計會發生什麼情況？

fun main() {
    val num = 3
    if (num > 4) {
        println("The variable is greater than 4")
    }
}

將這些程式碼複製並貼到 Kotlin 程式編輯器中，然後執行程式來觀察輸出內容是否為空白。

將 num 設為 3 時，系統不會列印任何內容，因為 num 的值小於 4。num 大於 4 的條件結果為 false，並且系統將不會執行大括號內的程式碼，也不會列印任何內容。

使用 `else` 為不符合的條件建立替代條件

在不符合條件的情況下，您可以為使用者提供其他內容，而非毫無行動。就像使用一般語言一樣，您可以使用 else 陳述式來實現此目標。

新增一個 else 陳述式，以在 num 不大於 4 的情況下列印訊息，如下所示。如果執行這個程式碼，您預計會發生什麼情況？

fun main() {
    val num = 3
    if (num > 4) {
        println("The variable is greater than 4")
    } else {
        println("The variable is less than 4")
    }
}

將程式碼複製及貼上到 Kotlin 程式編輯器中，然後執行程式來觀察輸出內容。

The variable is less than 4

請注意，當 num 的值為 3 時，程式會顯示與 else 陳述式相關聯的 The variable is less than 4 訊息，因為 num 不大於 4。
將 num 變更為 5，然後再次執行該程式。現在，num 大於 4，而程式會列印「The variable is greater than 4」。
將 num 變更為 4 並執行程式。現在，4 不大於 4，程式會列印「The variable is less than 4」。

雖然「The variable is less than 4」是程式碼中所設定條件的正確輸出內容，但顯示的陳述式不準確，因為 4 不小於 4。您可以新增另一個條件，用於檢查第三種可能性，即 num 是否等於 4，並在條件為 true 時顯示正確的陳述式。

使用 `else` `if` 組合新增替代條件

您可以設定多個條件。舉例來說，您可以使用下列方式涵蓋 num 的所有可能性：

如果 num 大於 4，則顯示 "The variable is greater than 4"。
否則如果 num 等於 4，則顯示 "The variable is equal to 4"。
否則，系統會列印 "The variable is less than 4"。

這些條件在 If-else 陳述式中稱為不同情況。上面列出 3 種情況。

更新後的程式碼如下所示：

fun main() {
    val num = 4
    if (num > 4) {
        println("The variable is greater than 4")
    } else if (num == 4) {
        println("The variable is equal to 4")
    } else {
        println("The variable is less than 4")
    }
}

請注意下列異動：

num 的值現已設為 4，因此您可以測試新條件。
在原始的 if 和 else 陳述式之間是新的 else if 陳述式，適用於 num 恰好為 4 的情況。

將上述程式碼複製並貼到 Kotlin 程式編輯器中，然後執行程式來觀察輸出內容。

The variable is equal to 4

嘗試變更 num 的值，看看會對輸出內容產生什麼影響。將 num 變更為 2 和 6 後，您會看到每個條件變爲 true。

控制流程

您查看上述 if-else 陳述式時，會發現程式碼可能會執行或繼續，如同受到條件的控制。因此，藉由這些條件來引導程式執行的過程稱為程式的「控制流程」。

假設擲骰子的 num 為 3，該程式會檢查第一個條件 (num > 4)。結果為 false，因此程式會檢查下一個條件 (num == 4)，結果同樣為 false。然後，程式會執行 else 陳述式的程式碼，這是最後一個選項。
如果擲出的骰子 num 為 6，第一個條件 (num > 4) 的結果為 true。程式會顯示「The variable is greater than 4」訊息。由於此條件結果為 true，因此無須檢查其餘條件，使用 if-else 陳述式即可完成這項工作。
使用 else + if 組合可新增替代條件。

3. 建立 Lucky Dice Roll 遊戲

在本節中，您將運用在上一個工作中學到的內容更新 Dice Roller 程式，檢查是否擲出預設的幸運數字。擲出預設的幸運數字代表您獲勝！

設定範例程式碼

您用來開始建構 Lucky Dice Roller 的程式碼，會類似於先前 Kotlin Dice Roller 程式的解決方案程式碼。您可以編輯先前程式碼中的 main() 函式來進行比對，也可以複製及貼上下方的程式碼來開始建構。

fun main() {
    val myFirstDice = Dice(6)
    val rollResult = myFirstDice.roll()
    println("Your ${myFirstDice.numSides} sided dice rolled ${rollResult}!")
}

class Dice (val numSides: Int) {

    fun roll(): Int {
        return (1..numSides).random()
    }
}

檢查是否擲出幸運數字

請先建立一個幸運數字，再比較擲出的數字與該數字。

在 main() 中，刪除 println() 陳述式。
在 main() 中，新增名為 luckyNumber 的 val，並將其設為 4。您的程式碼應如下所示。

fun main() {
    val myFirstDice = Dice(6)
    val rollResult = myFirstDice.roll()
    val luckyNumber = 4
}

在下方新增 if 陳述式，括號 () 內包含條件，用於檢查 rollResult 是否等於 (==) luckyNumber。在大括號 {} 之間保留一些空間，以新增更多程式碼。

fun main() {
    val myFirstDice = Dice(6)
    val rollResult = myFirstDice.roll()
    val luckyNumber = 4
    if (rollResult == luckyNumber) {

    }
}

在大括號 {} 內新增 println 陳述式，以列印 "You win!"。

fun main() {
    val myFirstDice = Dice(6)
    val rollResult = myFirstDice.roll()
    val luckyNumber = 4

    if (rollResult == luckyNumber) {
        println("You win!")
    }
}

執行程式。您可能需要執行幾次之後才會得到幸運數字，並在輸出內容中看到獲勝訊息。

You win!

在未擲出幸運數字時回應

在使用者沒有獲勝的情況下，如果程式沒有任何回應，使用者就可能懷疑程式是否故障。最好的做法是對使用者的每個動作給予回應。在 Lucky Dice Roller 程式中，可以使用 else 陳述式告知使用者他們並未獲勝。

新增 else 陳述式以列印 "You didn't win, try again!"。

fun main() {
    val myFirstDice = Dice(6)
    val rollResult = myFirstDice.roll()
    val luckyNumber = 4

    if (rollResult == luckyNumber) {
        println("You win!")
    } else {
        println("You didn't win, try again!")
    }
}

執行程式。無論結果為何，使用者都會收到通知。

此時，使用者會知道自己是否獲勝，但不知道原因。請務必向使用者提供相關資訊，讓他們瞭解自己的操作結果！假設您的程式是貸款應用程式。提供「您的信用評等較差，因此並未獲得核准」訊息，會比提供「很抱歉，無法向您提供貸款，請再試一次！」訊息更實用。在 Lucky Dice Roller 中，如果使用者失敗，您可以在使用者每次擲出骰子時提供不同的資訊型訊息。為此，請使用多個 else if 陳述式。

新增 else if 陳述式，即可針對每次擲骰輸出不同訊息。必要時，請參閱您在上一個工作中學到的格式。

fun main() {
    val myFirstDice = Dice(6)
    val rollResult = myFirstDice.roll()
    val luckyNumber = 4

    if (rollResult == luckyNumber) {
        println("You win!")
    } else if (rollResult == 1) {
        println("So sorry! You rolled a 1. Try again!")
    } else if (rollResult == 2) {
        println("Sadly, you rolled a 2. Try again!")
    } else if (rollResult == 3) {
        println("Unfortunately, you rolled a 3. Try again!")
    } else if (rollResult == 5) {
        println("Don't cry! You rolled a 5. Try again!")
    } else {
        println("Apologies! You rolled a 6. Try again!")
    }
}

在上方的程式碼中，您可以

檢查 rollResult 是否為 luckyNumber。
如果 rollResult 為 luckyNumber，系統會列印獲勝訊息。
否則，請檢查 rollResult 是否為 1。如果是，系統會列印再試一次訊息。
否則，請檢查 rollResult 是否為 2。如果是，系統會列印另一則再試一次訊息。
否則，請繼續檢查，直至數字 5。
如果這個數字並非介於 1 到 5，則僅剩下選項 6，因此不必再使用 else if 進行測試，可以透過最後一個 else 陳述式直接擷取最後一個選項。

由於使用多個 else if 的情況很常見，因此 Kotlin 提供一種更簡單的編寫方法。

4. 使用 when 陳述式

在程式設計中，針對許多不同的結果或情況進行測試的做法很常見。有時，可能的結果很多。舉例來說，如果使用 12 面骰子，成功結果與最終 else 之間會有 11 個 else if 陳述式。為了讓這類陳述式更容易寫入和讀取，Kotlin 提供 when 陳述式，以幫助避免錯誤。

您將變更程式，改為使用 when 陳述式。when 陳述式的開頭為關鍵字 when，後接 () 括號。括號內包含要測試的值。後接大括號 {}，讓程式碼可以在不同的條件下執行。

在程式的 main() 中，選取從第一個 if 陳述式至括住最後一個 else 陳述式的大括號 } 之間的程式碼，然後刪除這些程式碼。

fun main() {
    val myFirstDice = Dice(6)
    val rollResult = myFirstDice.roll()
    val luckyNumber = 4
}

在 main() 中的 luckyNumber 宣告下方，建立 when 陳述式。由於 when 須針對擲出的結果進行測試，因此請將 rollResult 包含在括號 () 內。新增大括號 {} 並留出額外的空格，如下所示。

fun main() {
    val myFirstDice = Dice(6)
    val rollResult = myFirstDice.roll()
    val luckyNumber = 4

    when (rollResult) {

    }
}

和先前一樣，先測試 rollResult 是否與 luckyNumber 相同。

在 when 陳述式的大括號 {} 內，新增用來測試 luckyNumber 的陳述式 rollResult。如果兩者相同，系統會顯示獲勝訊息。此陳述式如下所示：

luckyNumber -> println("You win!")

因此：

請先放入您要與 rollResult 比較的值。即 luckyNumber。
後接箭頭 (->)。
然後，新增系統偵測到相符內容時要執行的動作。

這可以讀做「如果 rollResult 為 luckyNumber，系統會顯示 "You win!" 訊息」。

您的 main() 程式碼如下所示。

fun main() {
    val myFirstDice = Dice(6)
    val rollResult = myFirstDice.roll()
    val luckyNumber = 4

    when (rollResult) {
        luckyNumber -> println("You win!")
    }
}

使用相同的模式為可能擲出的數字 1 至 6 (4 除外) 新增行和訊息，如下所示。完成的 main() 函式應如下所示。

fun main() {
    val myFirstDice = Dice(6)
    val rollResult = myFirstDice.roll()
    val luckyNumber = 4

    when (rollResult) {
        luckyNumber -> println("You won!")
        1 -> println("So sorry! You rolled a 1. Try again!")
        2 -> println("Sadly, you rolled a 2. Try again!")
        3 -> println("Unfortunately, you rolled a 3. Try again!")
        5 -> println("Don't cry! You rolled a 5. Try again!")
        6 -> println("Apologies! You rolled a 6. Try again!")
    }
}

執行程式。輸出內容沒有任何差異，但您的程式碼更爲精簡，也更容易閱讀。

恭喜！您已掌握根據條件輸出訊息的兩種方式。這是一款強大的工具，非常適合用來編寫有趣的程式！

5. 解決方案程式碼

fun main() {
    val myFirstDice = Dice(6)
    val rollResult = myFirstDice.roll()
    val luckyNumber = 4

    when (rollResult) {
        luckyNumber -> println("You won!")
        1 -> println("So sorry! You rolled a 1. Try again!")
        2 -> println("Sadly, you rolled a 2. Try again!")
        3 -> println("Unfortunately, you rolled a 3. Try again!")
        5 -> println("Don't cry! You rolled a 5. Try again!")
        6 -> println("Apologies! You rolled a 6. Try again!")
   }
}

class Dice(val numSides: Int) {
    fun roll(): Int {
        return (1..numSides).random()
    }
}

6. 總結

使用 if 陳述式來設定執行部分指令的條件。舉例來說，如果使用者擲出幸運數字，系統會列印獲勝訊息。
Boolean 資料類型的值為 true 和 false，可用於做出決策。
使用大於 (>)、小於 (<) 和等於 (==) 運算子來比較值。
使用 else if 陳述式鏈結可設定多個條件。例如，系統會為每次可能擲出的骰子列印不同的訊息。
在條件鏈結的結尾處使用 else 陳述式，以捕捉您未明確涵蓋的任何情況。如果您涵蓋 6 面骰子的情況，else 陳述式會捕捉使用 8 面骰子時擲出的數字 7 和 8。
使用 when 陳述式做為根據比較數值的結果執行程式碼的一種精簡形式。

if-else 的一般形式：

if (condition-is-true) {
    execute-this-code
} else if (condition-is-true) {
    execute-this-code
} else {
    execute-this-code
}

when 陳述式：

when (variable) {
    matches-value -> execute-this-code
    matches-value -> execute-this-code
    ...
}

7. 瞭解詳情

8. 自行練習

請練習下列項目：

將 myFirstDice 變更為包含 8 個面並執行程式碼。會發生什麼？

提示：當您增加面數時，when 陳述式不會再涵蓋所有情況，因此如果出現未涵蓋的情況，系統不會顯示任何內容。

修正 when 陳述式，以涵蓋所有 8 個面。爲此，您可以新增針對其他數字的情況。挑戰：使用 else 陳述式可捕捉所有未明確涵蓋的情況，而不必針對每個數字新增新的情況。

提示：您可以新增更多情況來涵蓋更多面。如果您希望系統為擲出的每個數字顯示不同的訊息，可以採用這種方式。或者，您可以使用 else 陳述式，針對現有程式碼涵蓋的所有大於 6 的面顯示相同訊息。

將 myFirstDice 變更為僅包含 4 個面。會發生什麼？

提示：將骰子的面數變更為小於 when 陳述式涵蓋的範圍時，不會產生明顯影響，因為會發生的所有情況均涵蓋在內。