> For the complete documentation index, see [llms.txt](https://simplife.gitbook.io/python/llms.txt). Markdown versions of documentation pages are available by appending `.md` to page URLs; this page is available as [Markdown](https://simplife.gitbook.io/python/xin-shou-cun/hui-quan.md). # 4. 迴圈 ## I. 迴圈的用途 * 重複地做一樣的事情 * 用某個條件判斷決定是否結束不斷重複的輪迴 > 想想看，日常生活中有那些不斷重複做的事情呢? ![](https://i.imgur.com/19fgraj.png) 在Python程式語言當中，迴圈有兩種表示方法：`while` 和 `for` ## II. `while`迴圈 ### A. `while`迴圈的基本架構 ```python count = 0 # step1. while迴圈前需要一個計圈變數用於計算迴圈執行了幾圈 while count < 10: # step2. while後方須接上判斷條件，判斷正確即可進入迴圈 print(count) # step3. 須要重複做的事 count += 1 # step4. 迴圈將結束前，將計圈變數做點變化(否則會成為無窮迴圈) ``` > 執行步驟：step1 → step2 → step3 → step4 → (step2 → step3 → step4)×n次 **注意!** **縮排**也別忘了唷! **注意!** step1 (計圈變數) 通常有各式型態，接下來我們就會陸續見到 `while`迴圈撰寫時可能會遇到的錯誤情況 ```python # 沒有於迴圈前有個計圈變數的情況 while count < 10: # NameError: name 'i' is not defined print(count) count += 1 ``` ```python # 計圈變數放置於迴圈內的情況 while count < 10: # NameError: name 'i' is not defined count = 0 print(count) count += 1 ``` ```python # 沒有在迴圈將結束前，將計圈變數做變化 count = 0 while count < 10: # 永遠滿足判斷條件(無法跳出迴圈) print(count) ``` ```python # 判斷條件永遠錯誤，無法進入迴圈 count = 11 while count < 10: # 永遠無法滿足判斷條件(無法進入迴圈) print(count) count += 1 ``` 【下方為正確撰寫方式】 ```python # 嘗試執行下方的程式碼並觀察結果 count = 0 while 0: print(count) count += 1 ``` ```python # 嘗試執行下方的程式碼並觀察結果 count = 0 while 2 and count < 15 or False: print(count) count += 1 ``` ```python # 嘗試執行下方的程式碼並觀察結果 count = 8 while count < 16: print(count) count += 2 ``` 【例題1】 > 小蚯很喜歡`~`符號\ > 請寫一個程式能夠讀入一個整數\ > 再印出該整數個`~`符號 ```python count = int(input("請輸入次數：")) # 先利用一個變數儲存所輸入的整數 i = 0 # 計圈用變數 while i < count: # 圈數還沒達到目標時 print('~', end='') i += 1 # 改變計圈用變數的值 ``` 【例題2】 > 家裡最近領養了一頭神牛超會算數學，只要給他一個數字，他就能加總出從1到該數字的總和\ > **輸入說明**\ > 讓使用者能夠輸入一個正整數\ > **輸出說明**\ > 若輸入值為10，則輸出55 ```python n = int(input("請輸入次數：")) i = 1 # 計圈用變數 sum = 0 # 創造一個變數用來儲存每一輪迴圈計算出的值 while i <= n: # 圈數還沒達到n時繼續 sum += i # 將每輪計算出的結果儲存在sum變數中 i += 1 # 改變計圈用變數的值 print(sum) ``` ### B. 多變的迴圈 有時候，我們不必使用計圈變數來控制迴圈次數，而是直接改變`while`的判斷條件來讓迴圈停止 通常這種寫法用於不確定迴圈需要進行幾圈的情況下 【例題1】 > 小奇有一個很特殊的個性，就是非常討厭偶數，只要看到偶數，就會反覆把它除以二，直到這個數字變成奇數為止。若現在給一個正整數，請問這個數字經過小奇的處理之後，會變成多少呢？ ```python i = int(input('請輸入一個正整數：')) while i % 2 == 0: # 如果 i 為偶數，就進入迴圈 i /= 2 # 每一輪將i值除以2 print(i) # 印出最終已成為奇數的 i 值 ``` 【例題2】 > 嘗試輸入各種血型來觀看今年的運勢(輸入`00`可結束此程式) ```python i = '' # 先將i初始為一個非00的值(為了能進入迴圈) while i != '00': # 當輸入值為00時結束迴圈 i = input('請輸入一個血型：') if i == 'A' or i == 'a': print('今年桃花運很旺') elif i == 'B' or i == 'b': print('今年金錢運很旺') elif i == 'AB' or i == 'ab': print('今年工作運很旺') elif i == 'O' or i == 'o': print('今年驚喜運很旺') print('程式已結束') # 印出 程式已結束 字樣 ``` 偶爾，我們會期待迴圈能永遠執行下去，永不停止 【例題3】 > 請撰寫一個能讓使用者輸入成績進而判斷：及格、可補考、死當 ```python # 結合了迴圈，就能夠實現重複不斷輸入的效果 while 1: num = int(input("請輸入一個分數:")) if num >= 60: print("及格") elif 40 <= num <60: print("可補考") else: print("死當") ``` 【例題4】 > 請撰寫一個能夠不斷印出小印地安人的程式 ```python # 結合了迴圈，就能夠實現重複不斷輸入的效果 i = 1 # 計圈變數一開始設為1 while True: print(i, 'little Indian') i += 1 # 每輪結束前將計圈變數做變化 ``` ### C. 讓迴圈中途停止或跳過迴圈中的某圈 #### `break` 從上方【例題2】中我們可以發現，需要讓迴圈在`i`值為 `'00'` 時結束，須於 `while` 外頭先宣告 `i` 變數，讓程式碼看起來似乎有那麼一點不完美，這時，若我們能使用`break`即能夠避免這樣的情形 > `break`：當電腦執行到`break`時會**立即**終止**該層**迴圈 【例題】 上方【例題2】的改寫 ```python # 嘗試執行下方的程式碼並觀察結果 while True: i = input('請輸入一個血型：') if i == '00': break # 當輸入值為00時結束迴圈 elif i == 'A' or i == 'a': print('今年桃花運很旺') elif i == 'B' or i == 'b': print('今年金錢運很旺') elif i == 'AB' or i == 'ab': print('今年工作運很旺') elif i == 'O' or i == 'o': print('今年驚喜運很旺') print('程式已結束') # 印出 程式已結束 字樣 ``` #### `continue` 偶爾，我們會希望當某個條件成立時，不做某件事而直接進行下一輪迴圈，這時，我們就可以使用`continue` > `continue`：當電腦執行到`continue`時會**立即**跳過該輪迴圈，直接進行下一輪 【例題】 請製作一個倒數器，讓使用者輸入一個正整數後，即從該正整數開始不斷 -1 直至數到 1 為止，但中間過程若數到 5 的倍數，請跳過 ```python i = int(input('請輸入一個正整數：')) while i: if i % 5 == 0: i -= 1 # 這裡也必須要 -1 否則會形成無窮迴圈(為什麼？) continue # 立刻進行下一輪迴圈 else: print(i, end=' ') i -= 1 ``` 想想看，上方的 `i -= 1` 與 `continue` 可以互換位置嗎? 由於`continue`的特性，我們其實能省略`else`，因此可將上方程式碼改寫如下： ```python i = int(input('請輸入一個正整數：')) while i: if i % 5 == 0: i -= 1 continue print(i, end=' ') i -= 1 ``` ## III. `for`迴圈 `for`迴圈跟`while`迴圈用法相似，最主要區別是在`while`迴圈通常會用於不知道要執行多少圈的情況下，而`for`迴圈通常用在已經知道要執行多少次的情況\ 例如：
> 1\. 印出100個`Hello`\ > 2\. 算出某個數字的某次方\ > 3\. 算出某個數字的階乘 **注意!** 若不希望計圈變數在每一圈的變化值都相同，使用`while`會優於用`for` ### A. `for`迴圈的基本架構 `for`迴圈中也必須有一個計圈變數用來計算目前執行了幾圈，只是計圈變數放在`for`迴圈結構中。 【每輪迴圈完畢後，計算圈數的變數會產生變動】 以下三種為`for`迴圈常見的架構 ```python # range內只放一個數的情況 for i in range(6): # i會從0-5(不包含6)，每輪i都會+1 print(i) ``` ```python # range內放兩個數的情況 for c in range(2, 6): # c會從2-5(不包含6)，每輪c都會+1 print(c) for c in range(-6, 2): # c會從-6~1(不包含2)，每輪c都會+1 print(c) ``` ```python # range內放三個數的情況 for x in range(21, 6, -3): # x會從21-6(不包含6)，每輪x都會-3 print(x) ``` ### B. `for` 與 `while` 間的轉換 兩者功能相同，也都需要一個計圈變數來記錄總共跑了幾圈。(唯`while`較簡便使用於無窮迴圈的情況下) 【例題】 ```python for i in range(6): print(i) # 可改寫為： i = 0 while i < 6: print(i) i += 1 ``` ```python for c in range(2, 6): print(c) # 可改寫為： c = 2 while c < 6: print(c) c += 1 ``` ```python for x in range(21, 6, -3): print(x) # 可改寫為： x = 21 while x > 6: print(x) x -= 3 ``` ### C. `for` 迴圈的計圈變數 `for` 迴圈中的計圈變數`i`沒辦法於`range`範圍中做更動，舉個範例如下 ```python for i in range(2,5): i=1 # 將計圈變數改為1 print(i, end=' ') # 印出計圈變數 # 執行結果為：1 1 1 ``` 即使想將過程中的`i`改為1，但在`range`中實際上它仍是2 3 4 ，因為在執行`range`時，它就已經將`i`值存在一個陣列中，無法更動 ### 補充：迴圈搭配 `else` `python`的迴圈有個很特殊的用法，即是能夠搭配`else`使用，若迴圈沒有在中途結束執行，就會執行`else`，舉個範例如下 ```python for i in range(3): print(3, end='') else: print("前面迴圈沒有中斷") # 執行結果為：&&&前面迴圈沒有中斷 ``` ```python for i in range(3): print(3, end='') if i==2: break else: print("前面迴圈沒有中斷") # 執行結果為：&&& ``` ## IV. 巢狀迴圈 ### A. 巢狀迴圈的意義 巢狀迴圈顧名思義就是迴圈中還有迴圈的概念囉\~\~ > 相信大家對積木程式都已經不陌生了，先回想看看這題應該如何解? ![](https://i.imgur.com/v9qk0Zp.png) 先利用迴圈走完一個小三角形 ![](https://i.imgur.com/cUnh6EU.png) 再利用一個迴圈走完12個相同的小三角形 ![](https://i.imgur.com/ytncKoy.png)\ ### B. 巢狀迴圈的範例 【例題1】 > 據說變態的人都喜歡打`A`\ > 設計一個能讓使用者輸入**列**和**行**的程式\ > 例如：列為3，行為5時，輸出：\ > AAAAA\ > AAAAA\ > AAAAA {% hint style="info" %} 思路： 1\. 印出A 2\. 重複?次 3\. 換一行 4\. 1\~3重複?次 {% endhint %} ```python row, col = map(int, input("請輸入列與行：").split()) # 跑row圈(印出row個橫列) for i in range(0, row): # 跑col圈(在第i圈印出col個A) for j in range(0, col): print("A", end="") print() ``` #### 用`while`改寫 ```python row, col = map(int, input("請輸入列與行：").split()) # 跑row圈(印出row個橫列) i = 0 while i < row: # 跑col圈(在第i圈印出col個A) j = 0 # 思考看看，如果此行與上一行程式碼位置互換結果會如何? while j < col: print('A', end='') j += 1 print() i += 1 # 想想看，這行程式碼位什麼要往前移動 ``` 【例題2】 > 輸入n，輸出n行星號，第一行有一個\ > 每往下一行，就多一個星號\ > 例如：n為4時，輸出如下\ > \*\ > \*\*\ > \*\*\*\ > \*\*\*\* {% hint style="info" %} 思路： 1\. 印出" " 2\. 重複?次 3\. 印出"\*" 4\. 重複?次 5\. 換一行 6\. 1\~5重複?次 {% endhint %} ```python n = int(input("請輸入一個正整數：")) # 跑n圈(印出n個橫列) for i in range(0, n): # 每一輪j值的上限隨i變化而變化(即：在第i圈印出ｉ個＊) for j in range(0, i+1): print("*", end="") print() ``` 思考看看，第二個`for`迴圈為何上限寫`i+1`而非`i` 你也可以這樣改寫 ```python n = int(input("請輸入一個正整數：")) # 跑n圈(印出n個橫列) for i in range(1, n+1): # 每一輪j值的上限隨i變化而變化(即：在第i圈印出ｉ個＊) for j in range(0, i): print("*", end="") print() ``` 用`while`改寫 ```python n = int(input("請輸入一個正整數：")) # 跑n圈(印出n個橫列) i = 1 while i < n+1: # 每一輪j值的上限隨i變化而變化(即：在第i圈印出ｉ個＊) j = 0 while j < i: print('*', end='') j += 1 print() i += 1 ``` ### C. 巢狀迴圈中的 `continue` 與 `break` **`break`**與**`continue`**都僅作用於本身所存在的該層迴圈而已 ```python for i in range(5): for j in range(5): if j == 3: continue elif j == 4: break print(j, end=' ') print() ``` 上方程式碼執行後的結果如下： ```python 0 1 2 0 1 2 0 1 2 0 1 2 0 1 2 ``` ## III. 學習單 {% embed url="" %}