7.Python迴圈 (for loop / while loop)

在Python中，for 迴圈是一種用於迭代序列（如列表、元組或字串）或其他可迭代對象（如字典）中的元素的迭代工具。它能夠按照指定的順序遍歷容器中的元素，並在每次迭代中執行特定的操作。

7.1 for loop

基本語法

for item in iterable:
    # 執行迴圈內的程式碼

• item：迭代過程中每次從可迭代對象中取出的元素。
• iterable：被迭代的對象，如列表、元組、字串、字典等。

for fruit in ['apple', 'banana', 'cherry']:
    print(fruit)

會依序如下顯示

• apple
• banana
• cherry

range() 函式

range()函式是用於創建指定範圍內整數序列的內建函式。通常與 for 迴圈一起使用，用於迭代指定範圍內的整數。其基本語法為：

range(start, stop, step)

• start：序列的起始值（包含在序列中）。
• stop：序列的終止值（不包含在序列中）。
• step：序列中每個元素之間的間隔。

是不是跟切片很像呢？這是 python 設計的理念之一，將用法相同不要創造多餘相似的語法。

for i in range(1, 5):
    print(i)

會依序如下顯示

• 1
• 2
• 3
• 4

enumerate() 函式

enumerate()函式用於將可迭代對象的每個元素與其對應的索引一起返回，通常與 for 迴圈一起使用。

fruits = ["apple", "banana", "cherry"]
for index, fruit in enumerate(fruits):
    print(f"編號: {index}, 水果: {fruit}")

會依序如下顯示

• 編號: 0, 水果: apple
• 編號: 1, 水果: banana
• 編號: 2, 水果: cherry

巢狀迴圈 (nested loop)

是指在一個迴圈的內部再包含另一個迴圈的情況。
在 Python 中，巢狀迴圈的使用非常常見，特別是在處理多維數據結構時。下面是一個示例，展示了如何使用巢狀迴圈來遍歷二維列表：

matrix = [[1, 2, 3],
                [4, 5, 6],
                [7, 8, 9]]
# 使用巢狀迴圈遍歷二維列表
for row in matrix:
    for element in row:
        print(element, end=' ')
    print()  # 在每一行結束時換行

另外提及 print() 的 end 參數預設爲『\n』這裡更改爲一個空格。
執行結果會依序如下顯示

• 1 2 3
• 4 5 6
• 7 8 9

7.2 while loop

基本語法

while condition:
    # 執行迴圈內的程式碼

• condition：一個需要被判斷的條件。只要條件為True，就會重複執行迴圈內的程式碼；如果條件為False，則退出迴圈。

total = 0
num = 1
# 使用 while 迴圈計算總和
while num <= 10:
    total += num
    num += 1
print('1 到 10 的總和為:', total) # 1 到 10 的總和為: 55

7.3 break、continue 和 pass

break、continue 和pass是三個控制迴圈流程的關鍵字。它們可以用於更靈活地控制迴圈的執行。

break

強制跳出整個迴圈

for i in range(5):
    if i == 3:
        break
    print(i)

會依序如下顯示

• 0
• 1
• 2

pass

用於指示不執行任何操作，只是作為佔位符或空操作。當我們需要一個語句，但不需要任何執行代碼時。

for i in range(5):
    # 這邊還在討論

噹噹！直接報錯 Could not run code because it is incomplete.
這時候只要改成如下就可以正成執行。

for i in range(5):
    pass
    # 這邊還在討論

當然還有事宜他情形需要告訴解釋器跳過這邊。

if condition:
    pass
def function(args):
    pass
class Example:
    pass

7.4 生成式

生成式（Comprehension）是 Python 中一種方便而強大的語法結構，用於快速生成新的串列、字典、集合、元組。它可以在一行程式碼中完成循環迭代、條件過濾等操作，使程式碼更為簡潔、易讀。

squares = []
for i in range(10):
    squares.append(i ** 2)
print(squares) # [0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]

如果將上方程式使用串列生成式則可簡化成

squares = [i ** 2 for i in range(10)]
print(squares) # [0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]

當然也可以加上判斷式

evens = []
for i in range(10):
    if i % 2 == 0:
        evens.append(i)
print(evens) # [0, 2, 4, 6, 8]

如果將上方程式使用串列生成式則可簡化成

evens = [i for i in range(10) if i % 2 == 0]
print(evens) # [0, 2, 4, 6, 8]

7.5 回家作業

題目描述：

設計一個程式，要求使用者輸入一個正整數n（n > 0），然後使用迴圈依次計算出1 到 n 的所有正整數的總和、平均值、以及奇數和偶數的個數。

要求：

1. 使用者輸入一個正整數n（n > 0）。
2. 使用迴圈計算出 1 到 n 的所有正整數的總和和平均值。
3. 使用迴圈計算出 1 到 n 的所有正整數中奇數和偶數的個數。
4. 打印出計算結果。

題目描述：

設計一個程式，要求使用者輸入一個正整數n（0 < n <= 9），請依照下列形式打印出邊長為 n 的空心菱形。

• n = 3

  　　＊
  　＊　＊
  ＊　　　＊
  　＊　＊
  　　＊

• n = 5

  　　　　＊
  　　　＊　＊
  　　＊　　　＊
  　＊　　　　　＊
  ＊　　　　　　　＊
  　＊　　　　　＊
  　　＊　　　＊
  　　　＊　＊
  　　　　＊

要求：

1. 使用者輸入一個正整數n（0 < n <= 9）。
2. 需要使用迴圈