不間斷 Python 挑戰 Day 11 - while 迴圈

更新於 2024/12/16發佈於 2021/12/17閱讀時間約 7 分鐘

另一種迴圈的形式是while迴圈，和for迴圈常常可以達到相同的功能，差別在於for迴圈是在一定的範圍內迭代，例如從1到100，或是串列裡的每一個元素；而while迴圈是一個條件判斷的迴圈，當滿足這個條件就執行迴圈的內容，不滿足時就跳出迴圈。

while 迴圈

while迴圈的基本語法如下，只要滿足condition1條件，就重覆執行A區塊程式：

while condition1:
Do A

while迴圈和for迴圈常常是可以互相改寫，並沒有一定的寫作準則，例如以下的例子，想要印出從0到9的整數，使用for迴圈和while迴圈都可以達到一樣的目的。

使用for迴圈：

# for loop
for i in range(10):
print(i, end=" ")

使用while迴圈：

# while loop
i = 0
while i < 10:
print(i, end=" ")
i += 1

執行結果：

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

但在一些情況下，例如需要迭代的次數未知，或是某些條件是透過與使用者的互動才會產生，那使用while迴圈會更適合一些。

以下範例展示，假設我們在銀行存入10000元，年利率為1%，至少需要經過多少年才能將本金翻倍，由於「多少年」是未知數，但我們知道條件是「本金翻倍」，因此這裡適合使用while迴圈：

principal = 10000
year = 0
interest_rate = 0.01

while principal < 20000:
principal = principal * (1 + interest_rate)
year += 1

print(year)

執行結果顯示70年才能將本金翻倍。

70

另一個例子簡單展示一個和使用者互動的例子，當使用者輸入「q」時，跳出迴圈：

input_chr = ""
while input_chr != "q":
input_chr = input("輸入q結束：")

執行結果：

輸入q結束：a
輸入q結束：f
輸入q結束：e
輸入q結束：g
輸入q結束：q

巢狀while迴圈 (Nested while loop)

和for迴圈一樣，while迴圈也允許巢狀迴圈，其語法如下：

while condition1:
while condition2:
Do something

引用在進階for迴圈裡九九乘法表的例子，使用while迴圈我們也可以這樣寫：

i = j = 1
while i < 10:
while j < 10:
print("%d*%d=%-4d" % (i, j, i * j), end=" ")
j += 1
i += 1
j = 1
print()

無窮迴圈

無窮迴圈指的就是永遠不會停止的迴圈。使用無窮迴圈通常有其目的，例如程式要隨時監控外界訊號的中斷或使用者的輸入，來決定要做出什麼樣的反應，如果不是，常常是程式寫錯了，設定了一個永遠不會被違背的條件，讓程式永遠停在迴圈內無法往下執行，寫作時必須特別注意。

最簡單的一個無窮迴圈可以這樣寫，但我這邊加上註解，因為一旦真的這樣寫，程式就永遠卡住，必須試試「ctrl + C」或是停止編譯器來終止程式運行。

# while True:
# Do something

break指令

while迴圈和for迴圈一樣，也可搭配break指令來使用，其基本語法如下，表示在while迴圈內，當滿足了condition2的條件後，可以在執行完B區塊程式後直接跳出迴圈：

while condition1:
Do A
if condition2:
Do B
break
Do C

以前面和使用者互動的例子來說，結合無窮迴圈與break指令，我們也可以這樣寫：

input_chr = ""
while True:
input_chr = input("輸入q結束：")
if input_chr == "q":
break

continue指令

while迴圈也可以搭配continue指令來使用，其基本語法如下，表示當滿足了condition2的條件之後，可以在執行完B區塊程式後直接進入下一個迴圈，而不執行C區塊程式：

while condition1:
Do A
if condition2:
Do B
continue
Do C

在基本for迴圈的continue指令段落，我們使用for迴圈和continue指令，來印出range()範圍內的奇數，同樣也可以用while迴圈來改寫：

i = 0
odd_list = []
while i < 10:
i += 1
if i % 2 == 0:
continue
odd_list.append(i)
print(odd_list)

執行結果：

[1, 3, 5, 7, 9]

else指令

else指令是使while迴圈在條件不滿足後，執行另一個程式區塊，其基本語法如下，當condition1滿足時，執行A區塊程式，一旦condition1條件不滿足後，就執行B區塊程式，再結束while迴圈：

while condition1:
Do A
else:
Do B

在上面continue指令的例子中，我們可以多加一個else指令，做為while迴圈結束時的提示訊息：

i = 0
odd_list = []
while i < 10:
i += 1
if i % 2 == 0:
continue
odd_list.append(i)
else:
print(f"End of counting odd number to {i-1}")
print(odd_list)

執行結果：

End of counting odd numbers to 9
[1, 3, 5, 7, 9]

程式範例

https://github.com/wjweng/marathon_python/blob/master/Day1_to_25/marathon_python_day11.py

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