10.回圈陳述句-有解無憂

一、while回圈

二、for回圈

三、while_else和for_else

四、break、continue、exit()、pass

五、練習

第9課練習參考答案：

回圈：事物周而復始的運動或變化，

點我觀看《明日邊緣》視頻

點我觀看《源代碼》視頻

有很多回圈題材的電影，例如上面看到的《明日邊緣》《源代碼》以及《恐怖郵輪》等，這種題材的電影主角都一開始身陷回圈中，然后想方設法找出真想，最終逃出回圈，

為了讓我們的程式重復執行某些指令，我們就需要用到回圈陳述句，

在Python中的回圈陳述句主要有while回圈和for回圈，

一、while回圈

while回圈的基本格式如下：

while 條件運算式：
    條件滿足時，需要執行的陳述句1
    條件滿足時，需要執行的陳述句2
    ……
    條件滿足時，需要執行的陳述句N

敲黑板劃重點：while回圈的特點是先判斷，當條件運算式為真時，再執行回圈體內的陳述句，其執行流程如下圖所示，

實體1：輸出1到10之間的所有偶數，

number = 1
while number <= 10:
    if number % 2 == 0:
        print(number)
    number += 1

number的初始值為1，while回圈中的條件運算式判斷number是否還在10以內，如果為真，則執行回圈體內的陳述句，在回圈體內，因為我們是要輸出所有的偶數，所以需要if陳述句對每個數進行判斷，判斷偶數較簡單的方法是使該數值與2取余數，如果余數為0（即判定該數為偶數），則輸出該數，number+=1的作用是實作從1到10的累加，

如果將number+=1洗掉會發生什么？

在回圈體內number的值將永遠為1，且因為number永遠為1，number<=10結果將永遠為真，從而導致本回圈成為死回圈（無限回圈，就像最開始的電影情節），

敲黑板劃重點*2：每一個回圈陳述句都需要預先設定好退出回圈的機制，如上面的number<=10和number+=1形成對回圈的控制，在撰寫回圈陳述句的時候，務必要檢查此點，

敲黑板劃重點*3：在回圈陳述句中，類似if 陳述句，同樣需要注意冒號和縮進對陳述句塊的控制，

實體2：撰寫一段程式列印如下圖形，

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

該圖形第1行1個*，從第2行開始每行增加一個*，一直到第9行由9個*組成，

代碼如下：

n = 1
while n <= 9:
    print("*" * n)
    n += 1

接下來，我們仔細研究這一段代碼的執行程序，然后回答三個問題：

問題1：回圈體執行了幾次？

問題2：結束回圈時，n的值是多少？

問題3：n<=9判斷了多少次？

n的初始值為1，碰到while，第一次判斷n<=9，此時n=1，n<=9為真，進入第一次回圈，執行回圈體內的陳述句，輸出*，通過n+=1，n的值變為2；然后再次判斷n<=9，此時n=2，n<=9為真，進入第二次回圈，執行回圈體內的陳述句，輸出**；接下來以此類推，當到了第9此回圈時，n的值為9，輸出*********（9個*），通過n+=1，n的值變為10，第10次判斷n<=9，n=10，n<=9為假，結束回圈，

你現在可以回答之前提出的三個問題了嗎？你的答案是什么？

接下來還有兩個值得思考的地方：

問題4：為什么初始要定義n的值？

問題5：如果初始n=0，代碼應進行哪些調整？

二、for回圈

在python中，for回圈可以遍歷任何序列，比如串列、字串，

for回圈的基本格式如下：

for 變數 in 序列：
    回圈陳述句

for回圈的執行流程：

實體3:輸出字串中的每一個字母(for in string)

name = "Tom"
for word in name:
    print(word)

輸出結果：
T
o
m

運行程序：序列為字串，逐一從name中取出每一個元素存入到word中，遍歷完所有元素回圈結束，word在退出回圈時的值為“m”，

實體4:輸出一年四季(for in list)

seasons = ['Spring','Summer','Autumn','Winter']
for season in seasons:
    print(season)

輸出結果：
Spring
Summer
Autumn
Winter

運行程序：序列為串列，逐一從seasons中取出每一個元素存入到season中，遍歷完所有元素回圈結束，season在退出回圈時的值為“Winter”

實體五：輸出0到5之間的所有整數，

for i in range(6):
    print(i)

輸出結果：
0
1
2
3
4
5

range函式用來回傳一個數字序列，例如range(6)，將得到[0,1,2,3,4,5]，range函式的完整格式為[<start預設時默認為0>,<end>,<step預設時默認為1>]，例如range(1,10,2)將得到[1,3,5,7,9]，即回傳從1開始到10結束步長為2的數字序列，但是要記住end應理解為開區間，數字序列的結束不包含end的值，

在本實體中，for i in range(6)等效于for i in [0,1,2,3,4,5]，每次回圈回傳其中的一個值，(注意range(6)每次生成一個值，如果需要得到所有的值，可使用list(range(6))，)

for index,number in enumerate(range(6)):
    print(index,number)

輸出結果：
0 0
1 1
2 2
3 3
4 4
5 5

enumerate函式用來回傳下標及元素，index獲得下標，number獲得元素，

words = "hello world"
for index,word in enumerate(words):
    print(index,word)

輸出結果：
0 h
1 e
2 l
3 l
4 o
5  
6 w
7 o
8 r
9 l
10 d

三、while_else和for_else

在python中的while回圈和for回圈還有一種特殊用法，即while_else和for_else，else可表示為回圈條件不滿足或回圈結束時執行的陳述句，

實體六：計算1到10000所有偶數的和，

number = 1
total = 0
while number <= 10000:
    if number % 2 == 0:
        total += number
    number += 1
else:
    print("1到10000所有偶數的和為%d" % total)

for i in range(1, 5):
    print(i)
else:
    print('The for loop is over')

輸出結果：
1
2
3
4
The for loop is over

四、break、continue、exit()、pass

break陳述句

在回圈陳述句中，如果遇到了break陳述句，將立即退出當前回圈，（當前回圈指的是break所屬層級的回圈，因為有可能出現多層回圈嵌套的情況）

start = 5
while start >= 0:
    start -= 1
    if start == 3:
        break
    print(start)
else:
    print("Time is over")
print("I am a survivor.")

結果為：
4
I am a survivor.

將break換成continue，continue的作用是結束本次回圈進入下一次回圈，

start = 5
while start > 0:
    start = start - 1
    if start == 3:
        continue
    print(start)
else:
    print("Time is over.")
print("I am survive.")

結果為：
4
2
1
0
Time is over.
I am survive.

再將continue換成exit()，exit()的作用是終止整個程式，多用來處理例外，

start = 5
while start > 0:
    start = start - 1
    if start == 3:
        exit()
    print(start)
else:
    print("Time is over")

print("i am survive")

結果為：
4

再將exit()換成pass，pass的作用不做任何事，只做占位，

start = 5
while start > 0:
    start = start - 1
    if start == 3:
        pass
    print(start)
else:
    print("Time is over")

print("I am a survivor.")

結果為：
4
3
2
1
0
Time is over
I am a survivor.

五、練習

1.有一分數序列，2/1、3/2、5/3、8/5、13/8、21/13……，求出這個數列的前20項之和，

2.求1+2!+3!+4!+……+20!的值，

3.將“hello world”用相反順序列印出來，

4.判斷字串中是否有連續三個英文單詞，如："Hello World hello"的結果為True、"He is 123 man"的結果為False、"1 2 3 4"結果為False、"bla bla bla bla"的結果為True，(提醒：可能需要用到split()、isalpha()、isdigit()等函式)

第9課練習參考答案：

1.一年四季，根據輸入的月份輸出對應的季節，（輸入：3月，輸出：春季，輸入8月，輸出：夏季）（春季：3、4、5月，夏季：6、7、8月，秋季：9、10、11，冬季：12、1、2）

month = input("請輸入月份")
if month in ['1月','2月','3月','4月','5月','6月','7月','8月','9月','10月','11月','12月']:
    if month in ['3月','4月','5月']:
        print("春季")
    elif month in ['6月','7月','8月']:
        print('夏季')
    elif month in ['9月','10月','11月']:
        print('秋季')
    else:
        print('冬季')
else:
    print("請輸入正確的月份，格式如11月")

2.三只小熊，三只小熊的年齡分別為6、3、4歲，請編程實作對他們年齡從小到大排序，（bear1_old = 6,bear2_old = 3,bear3_old = 4,輸出3、4、6）

# 解決方案一：
bear1_old = 6
bear2_old = 7
bear3_old = 4
if bear1_old > bear2_old:
    if bear2_old < bear3_old:
        if bear3_old < bear1_old:
            print(bear2_old,bear3_old,bear1_old)
        else:
            print(bear2_old,bear1_old,bear3_old)
    else:
        print(bear3_old,bear2_old,bear1_old)
else:
    if bear1_old < bear3_old:
        if bear2_old < bear3_old:
            print(bear1_old,bear2_old,bear3_old)
        else:
            print(bear1_old,bear3_old,bear2_old)
    else:
        print(bear3_old,bear1_old,bear2_old)

# 解決方案二：
bears_old = [bear1_old,bear2_old,bear3_old]
bears_old.sort()
print(bears_old)

3.算數題，已知函式 $y = \left\{\begin{matrix} x^{2}-1\\ x^{2}+1 \end{matrix}\; \; \right.\begin{matrix} x\leq 2.5\\ x> 2.5 \end{matrix}$ ，根據輸入的x值計算y的值，設計一個程式實作以上演算法，

x = float(input("please input x value"))
if x <= 2.5:
    y = x**2 + 1
else:
    y = x**2 - 1
print(y)

4.兒童票，游樂園兒童購票的規定如下：若身高不超過1.1m，則無需購票；若身高超過1.1m但不超過1.4m，可買半票；如果超過1.4m，應買全票,全票價格為298元，設計一個程式實作以上演算法，小明和妹妹小青的身高分別為1.3m和0.9m，請問他們去游樂園玩需要付多少錢的門票？

def count_price(height):
    if height <= 1.1:
        discount_price = 0
    elif height > 1.1 and height <= 1.4:
        discount_price = 298 * 0.5
    else:
        discount_price = 298
    return discount_price

summary = 0
for height in [1.3,0.9]:
    price = count_price(height)
    summary += price
print("應付金額為：",summary)

5.體質指數，體質指數 (Body Mass Index，簡稱BMI)，是國際最常用來量度體重與身高比例的工具，它利用身高和體重之間的比例去衡量一個人是否過瘦或過肥，體制指數的計算公示 $BMI = \frac{Weight(kg)}{Height(m)^{2}}$ ，其中亞裔成年人的體質指數評判標準如下：

BMI<=18.5 過輕

18.5<BMI<=23.9 正常

24<=BMI<=27.9 超重

BMI>=28 肥胖

設計一個程式實作以上演算法，

height = float(input('請輸入身高'))
weight = float(input('請輸入體重'))

bmi = weight / height ** 2

if bmi <= 18.5:
    print(bmi,"體重過輕")
elif bmi > 18.5 and bmi <= 23.9:
    print(bmi,"體重正常")
elif bmi >= 24 and bmi <= 27.9:
    print(bmi,"超重")
else:
    print(bmi,"肥胖")

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