Python 課程 – 變數與資料型別

主題：布林值（bool）

簡介

在程式設計中，判斷與分支是最常見的需求，而布林值（bool）正是實作這些邏輯的基礎。
不論是檢查使用者輸入是否合法、判斷資料是否存在，或是在迴圈中控制執行次數，都離不開 True 與 False 這兩個唯一的布林常值。

對初學者而言，布林值看似簡單，卻常因隱含的型別轉換規則而產生錯誤。掌握它的運作機制，不僅能寫出可讀性高、除錯成本低的程式，也能在實務開發中避免許多微妙的邏輯漏洞。

核心概念

1. 布林型別的本質

Python 內建的布林型別是 bool，只有兩個可能的值：True 與 False（首字母必須大寫）。
bool 是 int 的子類別，True 等價於整數 1，False 等價於整數 0。
```
>>> isinstance(True, int)
True
>>> True + 1   # 1 + 1 = 2
2
```

⚠️ 雖然可以把布林當作整數運算，但在大多數情況下仍建議保持語意清晰，直接使用 True / False。

2. 產生布林值的方式

方法	說明	範例
直接使用常值	`True`、`False`	`flag = True`
比較運算子	`==、!=、>、<、>=、<=`	`a > b`
成員測試	`in、not in`	`'a' in s`
身分測試	`is、is not`	`obj is None`
邏輯運算子	`and、or、not`	`a and b`

程式碼範例 1：比較運算子產生布林值

# 判斷兩個數字的大小關係
x = 8
y = 12

# 產生布林結果
is_greater = x > y          # False
is_equal   = x == y         # False
is_not_equal = x != y       # True

print(is_greater, is_equal, is_not_equal)

程式碼範例 2：使用 `in` 檢查容器成員

fruits = ['apple', 'banana', 'cherry']

# 檢查 'banana' 是否在清單中
has_banana = 'banana' in fruits   # True

# 檢查 'orange' 是否不在清單中
no_orange = 'orange' not in fruits # True

print(has_banana, no_orange)

程式碼範例 3：邏輯運算子組合

# 假設有兩個條件需要同時滿足
age = 25
has_id = True

# 必須同時符合年齡大於 18 且持有身分證
eligible = (age > 18) and has_id   # True

# 只要任一條件成立即可
any_check = (age < 18) or has_id   # True

# 取反
not_eligible = not eligible        # False

print(eligible, any_check, not_eligible)

程式碼範例 4：`bool()` 轉換函式

# bool() 會依照「真值測試」規則回傳布林值
print(bool(0))          # False
print(bool(42))         # True
print(bool(''))         # False
print(bool('Python'))   # True
print(bool([]))         # False
print(bool([1, 2]))     # True

程式碼範例 5：布林值在條件判斷中的應用

def greet(name):
    # name 為空字串時不顯示問候
    if name:                     # 等價於 if bool(name) == True
        print(f'Hello, {name}!')
    else:
        print('Hello, stranger!')

greet('Alice')   # Hello, Alice!
greet('')        # Hello, stranger!

3. 真值測試（Truthiness）與偽值測試（Falsiness）

在 Python 中，非布林物件仍可在條件式中被當作布林值使用，稱為「真值測試」：

被視為 False 的值	其他皆視為 True
`None`	任意非空容器（list、dict、set、tuple）
`False`	非零數字 (`0`, `0.0`, `0j`)
空字串 `''`、空位元組 `b''`	任何非空字串
空容器 `[]`, `{}`, `()`, `set()`	任何非空容器

實務提示：利用真值測試可以寫出簡潔的「有值即執行」程式碼，但若要明確區分 0 與 None，仍應使用顯式比較。

常見陷阱與最佳實踐

陷阱	可能的結果	建議的寫法
使用 `=` 代替 `==`	變數被重新賦值，條件永遠為新值的真偽	`if a == b:`
直接比較布林與數字	可讀性下降，易混淆	`if flag:` 而非 `if flag == True:`
忽略 `is` 與 `==` 的差異	`is` 比較物件身分，`==` 比較值，對 `True/False` 可接受，但對 `None` 必須使用 `is`	`if obj is None:`
在容器檢查時忘記 `in`	產生 `KeyError` 或不預期結果	`if key in dict:`
過度依賴隱式真值測試	0、空字串、空容器被當作 `False`，可能導致邏輯錯誤	明確檢查 `if len(lst) > 0:`

最佳實踐

寫出意圖：布林變數名稱盡量使用 is_..., has_..., can_... 等前綴，讓 if 條件容易閱讀。
```
is_active = True
if is_active:
    ...
```
避免「魔術數字」：不要寫 if status == 1:，改用 if status is True: 或直接使用布林變數。
使用 any()、all()：在需要檢查多個條件時，any() 與 all() 能讓程式更簡潔且避免多層 and/or。
```
conditions = [a > 0, b < 10, c != None]
if all(conditions):
    ...
```
明確處理 None：None 常被用作「未設定」的占位符，應以 is None 或 is not None 判斷，避免 if value: 把 0 誤判為未設定。

實際應用場景

場景	典型程式碼	說明
表單驗證	`python\nif username and password:\n login(username, password)\nelse:\n raise ValueError('Missing credentials')\n`	利用真值測試快速檢查必填欄位是否都有值。
API 回傳判斷	`python\nresponse = requests.get(url)\nif response.ok:\n data = response.json()\nelse:\n handle_error(response.status_code)\n`	`response.ok` 為布林屬性，直接用於條件判斷。
功能開關（Feature Flag）	`python\nFEATURE_NEW_UI = False\nif FEATURE_NEW_UI:\n render_new_ui()\nelse:\n render_legacy_ui()\n`	透過布林常數控制程式分支，方便測試與部署。
迭代中提前退出	`python\nfor item in collection:\n if not item.is_valid():\n continue # 跳過不合法項目\n process(item)\n`	`not` 用於快速過濾不符合條件的資料。
多條件搜尋	`python\nfilters = [price < 100, in_stock, category == 'Books']\nif all(filters):\n show_product()\n`	`all()` 結合布林列表，簡化複雜條件。

總結

布林值是 程式控制流的核心，掌握它的產生方式、真值測試規則以及常見陷阱，能讓我們寫出 更直觀、可維護 的程式碼。
在日常開發中，從表單驗證、API 回應判斷，到功能開關與多條件搜尋，布林值的應用隨處可見。只要遵守以下要點，就能在實務上充分發揮它的威力：

使用明確的布林變數名稱，讓條件語句自我說明。
避免隱式比較，盡量寫 if flag: 而非 if flag == True:。
善用 any()、all() 以及布林運算子，讓複雜邏輯保持簡潔。
對 None、空容器與數值 0 做清晰的區分，以免真值測試產生意外結果。

透過這篇文章的概念與範例，你已經具備了在 Python 中正確、有效使用布林值的基礎。未來無論是撰寫小型腳本或是大型系統，都能以 清晰的邏輯 來控制程式流程，提升程式的可讀性與可靠性。祝你在 Python 的學習旅程中，持續發掘布林值帶來的便利與力量！