006 趣學Python程式設計第1部分　學習程式設計第6章　迴圈 ~ 大澳飛宇程式研究

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第6章　迴圈

沒有什麼比不停地重複做同一件事情更糟糕的了。這就是為什麼人們在失眠的時候會數綿羊，不過這個道理其實並不是因為羊這種動物會讓人昏昏欲睡。這是因為不停地重複做一件事很無聊，當你沒有關注於某些有趣的事情時，你的大腦更容易入睡。

程式師們同樣也不喜歡重複地做事情，除非他們想馬上睡著。謝天謝地，大多數程式設計語言都有一種叫for迴圈的東西，它可以自動地重複其他的程式語句和語句塊代碼等。

在這一章中，我們會學習for迴圈，以及Python所提供的另一種迴圈：while迴圈。

6.1　使用for迴圈

在Python裡，要列印五次hello，你可以這樣做：

可是這樣太囉嗦。其實你可以用for迴圈來減少需要輸入的字數和重複工作。就像這樣：

在

處的range函數用來創建一個數位的清單，它的範圍是從起始數位開始到結束數位之前。這聽起來可能有點令人困惑。讓我們把range函數和list函數結合起來看看它到底是怎麼工作的。range函數並不是真的創建了一個數字的清單，它返回的是一個“反覆運算器”，那是一種Python中專門用來與迴圈一起工作的物件。然而，如果我們把range和list結合起來，我們會得到一個數字的清單。

在這個for迴圈的例子中

處實際上是告訴Python做下面這些事情。

從0開始數，在數到5之前結束。
對於其中每個數都把每個數位的值存放到變數x中。

然後Python會執行代碼塊。注意在這一行前面和第行比起來多了四個空格。IDLE應該會自動幫你縮進。

當我們在第二行的後面按下回車鍵時，Python把“hello”列印了五次。

我們也可以在print語句中用x來計算hello的個數：

如果我們再把for迴圈拿掉，代碼可能看上去就像這樣：

因此使用迴圈事實上幫我們少寫了8行額外的代碼。好的程式師不願意重複做同一件事情，因此for迴圈是程式設計語言中最常用的語句之一。

你不用非得在for迴圈中使用range或者list函數。你也可以使用一個已經創建好的列表，比如第3章中用到的採購清單，如下：

這段代碼就是說：“對於wizard_list中的每個元素，把它的值放到變數i裡，然後列印出這個變數的內容。”同樣，如果我們把for迴圈拿掉，我們就不得不這麼做：

所以這次迴圈又幫我們少打了很多字。

讓我們再建立一個迴圈。把下面的代碼輸入到Shell程式裡。它應該會自動幫你縮進代碼：

在第行上，我們建立了一個清單，內容為 '巨大的'，'毛茸茸的'和'褲子'。在下麵一行中，我們對清單中的元素進行迴圈，並把每個值都賦給變數i。在第行和第行中我們把變數中的內容列印了兩次。在後面的空行按回車鍵來告訴Python這個語句塊結束了，然後代碼就會運行並把清單中的每個元素在中列印兩次。

請記住如果你輸入的空格個數不對的話你將會得到一個錯誤資訊。如果你在上面的代碼的第

行多輸入一個空格，Python會顯示一個縮進錯誤給你：

正如你在第5章中所學到的，Python期望一個語句塊前的空格數是一致的。不論你插入多少個空格，只要對每一行都用同樣的數量就行（當然這還會讓代碼更易讀）。

下面是一段更複雜一點的for迴圈的例子，它有兩個語句塊：

這些語句塊在哪裡？第一個語句塊在第一個for迴圈中：

第二個語句塊是在第二個for迴圈中的那一行print語句：

你能搞明白這一小段代碼要做什麼嗎?

在第行先創建了一個叫hugehairypants的列表，可以看得出在下面的兩行裡會按這個清單中的元素迴圈並列印。然而，在第行會再次對這個列表進行迴圈，這次把值賦給變數j，然後在第行再次把每個元素列印出來。代碼和仍是for迴圈的一部分，也就是說for迴圈在遍歷清單時每次都會執行它們。

因此，當這段代碼運行時，我們會看到“巨大的”後面跟著“巨大的”、“毛茸茸的”、“褲子”，然後是“毛茸茸的”，後面跟著“巨大的”、“毛茸茸的”、“褲子”，等等。

把代碼輸入到Python Shell程式中自己看看結果吧：

Python進入第一個迴圈並在

處列印出清單中的一個元素。接下來，它進入第二個迴圈並在

處列印出清單中的所有元素。然後它繼續執行print(i)命令，列印清單中的下一個元素，然後再用print(j)列印整個列表。在輸出中，標記了

的行是由print(i)語句列印的。沒有標記的行是由print(j)列印的。

與其列印這些胡言亂語，不如做些更有意義的事情。還記得在第2章裡我們做的那個算式嗎？就是如果你用爺爺的瘋狂發明複製金幣的話，在一年後你將擁有多少金幣的那個算式。它看起來是這個樣子的：

它表示發現的20枚金幣，再加上10個魔法金幣，再乘以一年的365天，減去每週被烏鴉偷走的3枚金幣。

說不定你需要看到這堆金幣的每週是如何增長的。我們可以使用另一個for迴圈。但首先，我們需要改變變數magic_coins變數的值，讓它表示每週產生魔法金幣的總個數。那就是每天10個魔幣乘以一周的7天，所以magic_coins應該是70：

我們可以看到，每週的財富增長是通過創建另一個叫作coins的變數，並使用一個迴圈：

在第

行，變數coins先裝入變數found_coins（發現的金幣）的值，這是我們起始的數字。在第

行建立for迴圈，它執行

和

組成的語句塊。每次迴圈，變數week（周）都會裝入從1至52中的一個數字。

第行有點複雜。簡單地說，每週我們要加上魔法創造的金幣個數並減去烏鴉偷走的個數。把變數coins想像成是一個裝寶貝的箱子。每一周，新的金幣都會被裝入箱子裡。所以這一行實際上的意思是：“把變數coins的內容替換成當前的金幣數加上這周新造出來的數量。”基本上，等於符號（=）相當於是一個發號施令的代碼，它命令“先計算出右邊的某個結果，然後用左邊的名字保存這個結果供以後使用。”

在第行的print語句使用了預留位置，它在螢幕上列印出周數和到目前為止的總金幣數。（如果你看不明白，請參見前面的“在字串裡嵌入值”。）所以，如果你運行這個程式，你會看到如圖6-1所示的結果。

圖6-1　程式運行結果

6.2　還有一種叫while的迴圈

for迴圈不是Python裡唯一的迴圈方式。還有while迴圈。for迴圈是針對指定長度的迴圈，而while迴圈則用於你事先不知道何時停止迴圈的情況。

想像一個樓梯有20個臺階。樓梯在室內，並且你知道爬20個臺階很容易。這就像是一個for迴圈。

接下來想像一個山坡上的樓梯。山非常高，你可能沒爬到山頂就沒力氣了，也可能天氣會突然變壞使你必須停下來。這就像是一個while迴圈。

如果你輸入並運行這段代碼，你會看到一個錯誤資訊。為什麼？這個錯誤是因為我們還沒有建立變數tired（累了）和badweather（壞天氣）。儘管這些代碼不足以真的運行起來，但它還是能給我們當作一個基本的while迴圈的例子。

我們一開始先創建一個叫step（步子，臺階）的變數。接下來，我們創建一個while迴圈，檢查變數step的值是不是小於10 000（step <10 000），那就是從山腳到山頂的總臺階數。只要臺階數小於10 000，Python就會執行其他的代碼。

我們通過print(step)列印變數的內容，然後用if tired == True：來檢查變數tired的值是否為真。（真，或者叫True，是一個布林值。我們將在第8章中學習）如果是真，我們用關鍵字break（打斷）來退出迴圈。關鍵字break用來立刻從迴圈中跳出來（或者說讓迴圈停下來），它對於for迴圈和while迴圈也同樣適用。在這裡它的作用是跳出語句塊並跳過step = step + 1那一行。