資料分析 | Python新手村03_迴圈

更新於 2024/11/27發佈於 2022/11/28閱讀時間約 6 分鐘

上一篇介紹了 Python 中的條件判斷，方法是透過了自動程式條件式判斷，以不同劇本的方式來執行動作。然而實際情況下，我們還常會遇到一種問題，就是必須重複執行某些相同的步驟，而迴圈（loop）的設計就是為了解決此「重複執行」的一種控制結構，讓我們可以在條件符合的情況下利用迴圈執行資料的輸入、處理與輸出。

單層for-loop

第一類介紹的是單層for-loop，通常應用於我們有預想重複幾次，來限制迴圈總數，最普遍的方式就是搭配range()函數。

range(start, stop[, step])

start：計數從start開始。默認是從0開始，例如：range(5)就等於range(0, 5)
stop：計數到stop結束，但不包括stop，例如：range(0,5)就是[0, 1, 2, 3, 4]，但沒有包括5
step：步長，默認為1

第一種示範：

for i in range(5):
    print(i)

打印結果為：

第二種示範：

for i in range(10, 20):
    print(i)

打印結果為：

第三種示範：

for i in range(100, 90, -1):
    print(i)

打印結果為：

另外，for迴圈還可以使用字串「string」上：

for word in "Hello! World!":
    print(word)

此方式就是將這個字串「string」當作一個list，打印結果就為此string字元數的拆解：

H 
e 
l 
l 
o 
! 
 
W 
o 
r 
l 
d 
!

再來我們嘗試個複雜點的範例，假如我們要計算1~10的數字加總，該怎麼做呢？

sum = 0
for i in range(1,11):
    sum += i
print(f"1~10:{sum}")

打印結果就為：

1~10:55

稍微改裝一下，不要侷限只能加總1~10，假如我想1加到100，或是1加到50，有沒有更靈活的方式呢？

n = int(input("請輸入1~值:"))
sum = 0
for i in range(1,n+1):
    sum += i
print(f"1~{n}:{sum}")

輸入n=50，得出的打印結果為：

1~50:1275

巢狀for-loop

「巢狀for-loop」的特點就是在主要迴圈中又包覆著其他的迴圈。當內層迴圈將我們定義的重複次數完成後，才會跳回到外層迴圈執行動作。

「九九乘法表」由於具備了九列九行的計算資料，所以就為一個使用兩層巢狀迴圈結構的極佳範例。

for i in range(1,10):
    for j in range(1,10):
        print(f"{i}{j}={i*j}",end="\t")   #換行
    print()

執行的打印結果為：

1*1=1	1*2=2	1*3=3	1*4=4	1*5=5	1*6=6	1*7=7	1*8=8	1*9=9
2*1=2	2*2=4	2*3=6	2*4=8	2*5=10	2*6=12	2*7=14	2*8=16	2*9=18
3*1=3	3*2=6	3*3=9	3*4=12	3*5=15	3*6=18	3*7=21	3*8=24	3*9=27
4*1=4	4*2=8	4*3=12	4*4=16	4*5=20	4*6=24	4*7=28	4*8=32	4*9=36
5*1=5	5*2=10	5*3=15	5*4=20	5*5=25	5*6=30	5*7=35	5*8=40	5*9=45
6*1=6	6*2=12	6*3=18	6*4=24	6*5=30	6*6=36	6*7=42	6*8=48	6*9=54
7*1=7	7*2=14	7*3=21	7*4=28	7*5=35	7*6=42	7*7=49	7*8=56	7*9=63
8*1=8	8*2=16	8*3=24	8*4=32	8*5=40	8*6=48	8*7=56	8*8=64	8*9=72
9*1=9	9*2=18	9*3=27	9*4=36	9*5=45	9*6=54	9*7=63	9*8=72	9*9=81

while-loop

另一種就是迴圈結構就式「while-loop」，for-loop的處理問題主要是放在解決「已知的重複迴圈數」，而while-loop則適用解決「無法預知的重複迴圈數」。

while-loop在執行內部敘述動作前，需事先檢查條件判斷式，如果判斷值為真（True），就重複迴圈loop，只有當達到指定的特殊狀況時（False），才結束跳出迴圈。

舉個工作儲蓄的小例子，假設我們定義的儲蓄目標為10萬元，而每個月扣掉支出後能存下來的金額，並無法預先知道，所以只要累積加總達到10萬元時，停止結束執行動作，此時while-loop就相當適合解決此類的問題。

total = 0
n = 0
while total < 100000:
    n += 1
    temp = int(input(f"請輸入第{n}月儲存的金額:"))
    total += temp

print(f"已經存了{n}個月,存款共為{total}")

所以我們假設前四次的儲存金額各為5萬元、3萬元、1萬元、3萬元，此時判斷式total < 100000為False，跳出迴圈並執行打印的結果：

已經存了4個月,存款共為120000

最後，我們還可以加上break指令，並搭配先前所學過的if換另一個敘述來做呈現：

break：中斷迴圈的執行並跳脫迴圈結構，繼續執行迴圈外的敘述。

#使用break,跳出迴圈
total = 0
n = 0
while True:
    n += 1
    temp = int(input(f"請輸入第{n}月儲存的金額:"))
    total += temp
    if total >= 100000:
        break
print(f"已經存了{n}個月,存款共為{total}")

以上，就為程式語言中使用相當頻繁的迴圈控制（loop），其它更進階的部份，下回再做分享囉，謝謝大家！💪

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