Python 18 小時入門--第 3 小時：迴圈（for, while）

 📌 第 3 小時：迴圈（for, while）

在程式設計中，迴圈（Loop） 可以讓我們 重複執行相同的程式碼，直到滿足條件為止。Python 提供兩種常見的迴圈：

• for 迴圈：適用於已知執行次數的情境，例如重複執行 10 次。
• while 迴圈：適用於不確定執行次數，但依據條件決定是否繼續執行的情境。

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🔹 for 迴圈

當我們知道確切執行次數時，可以使用 for 迴圈。
範例：重複執行 5 次

for i in range(1, 6):  
    print(f"第 {i} 次")

📌 range(start, stop, step) 用來產生一個數字序列

• range(1, 6) 產生數字 1, 2, 3, 4, 5（stop 參數不包含在內）
• range(n) 會產生 0 到 n-1
• range(start, stop, step) 可設定步長

範例：跳過偶數

for i in range(1, 10, 2):  # 1 到 9，間隔 2
    print(i, end=" ")  # 輸出：1 3 5 7 9

🟢 for 迴圈搭配列表

Python for 迴圈可直接遍歷 列表（list）：

fruits = ["apple", "banana", "cherry"]
for fruit in fruits:
    print(fruit)

📌 for 迴圈適用於列表（List）、字串（String）、字典（Dictionary）等可迭代物件

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🔹 while 迴圈

當我們不知道執行次數，而是根據條件決定是否繼續執行時，應該使用 while 迴圈。

範例：從 5 倒數到 1

n = 5
while n > 0:
    print(f"倒數: {n}")
    n -= 1  # 每次減少 1

📌 while 迴圈的執行條件

1. 先判斷條件是否為 True
2. 若條件為 True，則執行迴圈內的程式碼
3. 若條件為 False，則終止迴圈

範例：讓使用者一直輸入，直到輸入 "exit" 為止

user_input = ""
while user_input != "exit":
    user_input = input("請輸入文字（輸入 'exit' 離開）：")
    print(f"你輸入了：{user_input}")
print("程式結束")

📌 適用場景

• while 迴圈適合用於 持續等待某個條件發生，例如：
  • 等待用戶輸入正確的數據
  • 等待特定事件發生（如計時器、網路請求）
  • 無限迴圈（直到手動終止）

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🔹 break 與 continue

Python 提供 break 和 continue 來控制迴圈的執行：

• break：直接跳出迴圈（不再執行後續迴圈）
• continue：跳過本次迴圈，繼續執行下一次迴圈

🟢 使用 break 提前結束迴圈

for i in range(1, 10):
    if i == 5:
        print("提早結束迴圈")
        break  # 當 i == 5，直接跳出迴圈
    print(i)

📌 執行結果

1
2
3
4
提早結束迴圈

🟢 使用 continue 跳過本次迴圈

for i in range(1, 6):
    if i == 3:
        print("跳過 3")
        continue  # 跳過 3，不執行 print(i)
    print(i)

📌 執行結果

1
2
跳過 3
4
5

🔹 continue 會跳過當前迴圈的剩餘部分，直接進入下一次迴圈。

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🔹 else 搭配 for 或 while

Python 允許在 for 或 while 迴圈後加上 else：

for i in range(1, 4):
    print(i)
else:
    print("迴圈正常結束")

📌 else 只會在迴圈「正常結束」時執行，若有 break，則 else 不會執行。

範例：檢查數字是否為質數

num = 7
for i in range(2, num):
    if num % i == 0:
        print(f"{num} 不是質數")
        break
else:
    print(f"{num} 是質數")

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🔹 巢狀迴圈（Nested Loops）

Python 允許 for 或 while 迴圈**巢狀（nested）**使用：

for i in range(1, 3):  # 外層迴圈
    for j in range(1, 4):  # 內層迴圈
        print(f"i={i}, j={j}")

📌 巢狀迴圈的時間複雜度較高，避免過度使用！

範例：輸出九九乘法表

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

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🔹 無窮迴圈（Infinite Loop）

如果 while 條件永遠不會變成 False，則會形成 無窮迴圈：

while True:  # 這樣的寫法會導致無窮迴圈
    print("這是一個無窮迴圈，請使用 Ctrl + C 停止執行")

🔹 無窮迴圈的常見用途

1. 遊戲主迴圈（直到玩家選擇結束）
2. 伺服器永遠監聽請求
3. 等待用戶輸入

📌 避免無窮迴圈，應在適當時機使用 break 退出！

範例：讓使用者輸入數字，直到輸入 0 為止

while True:
    num = int(input("請輸入數字（輸入 0 結束）："))
    if num == 0:
        print("程式結束")
        break
    print(f"你輸入了 {num}")

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📌 第 3 小時小結

✅ Python 提供 for 和 while 兩種迴圈 ✅ for 迴圈適用於 確定執行次數 ✅ while 迴圈適用於 不確定執行次數 ✅ break 提前結束迴圈，continue 跳過當前迴圈 ✅ else 可與迴圈搭配，當迴圈正常結束時執行 ✅ 巢狀迴圈適用於輸出表格或九九乘法表 ✅ 避免無窮迴圈，需設計適當的終止條件

至此，你已掌握 Python 條件判斷與迴圈，下一步將學習 函式與模組，讓程式碼更有結構與可重複使用性！🚀