[DA series - Learn Python with Steem #04] 迴圈

[DA series - Learn Python with Steem] 是DA（@deanliu & @antonsteemit）關於「從Python程式語言實做Steem區塊鏈的入門」的系列，歡迎趕緊入列學習！

前情提要：[DA series - Learn Python with Steem #03] 邏輯判斷

第#04堂課，今天我們來學習另一個也是非常重要的主題：迴圈 。

Python的迴圈 (Loop)

前一期說完了if-else判斷式，這一期來看看另一個重要的元素：迴圈。
迴圈簡單的說，就是讓電腦「重複執行某一動作」的語法。原因很簡單，我們使用電腦程式就是為了解決繁瑣的工作內容，而這種重複性很高的動作，我們可以透過迴圈的設定讓我們一個程式就執行完所有內容。舉個簡單的例子，若是我們未來要觀察區塊鏈上的內容，可以透過迴圈的方式不斷搜尋不同的block，不斷的回去翻找歷史直到第一個區塊為止。

迴圈又可以分為While迴圈跟For迴圈，其中只是是語法跟使用情境稍有不同，大部分的概念是一樣的。我們先來介紹While迴圈。

While Loop

While迴圈的使用情境是「面對我們不知道何時會中止的程式時」。可以用以下一個簡單的例子讓大家稍微看一下這個邏輯：

註：本篇教學的程式碼可以到GitHub觀看。

執行結果：

Stop!
2097152

While的執行邏輯是：每次執行while的範圍內的程式前，會先確認while後面的expression是否為True。如果是True的話就會執行內容，反之則跳過迴圈。這裡我們先使用一個布林變數continue_to_loop = True來當作「要不要繼續迴圈的指標」，稍後我們只要改變這個變數，迴圈就會中止。

跟if-else相同的是，被包含在while迴圈裡面要做的事情，我們一樣要使用縮排一層一層的包好，免得讓系統誤會。這裡我們一開始令 n = 1，在每次迴圈裡都把他乘以二，並且判斷這個新的n有沒有大於1312300。如果有的話，我們就把continue_to_loop這個變數設為False，藉此中止程式。

所以等程式不知道經過多少次迴圈後，2的某個次方數變成2097152，也就大於一開始設定的m了，迴圈因此中止，並且最後印出n:這時已經是 2097152。

這種先設計一個布林變數來看要不要停止迴圈的手法，通常這個變數會被稱為flag，因為它的True or False決定了迴圈的命運。這種手法在很多情況下很好用，也會讓程式的運作邏輯很淺顯易懂。不過其實我們這一個例題是不需要用到Flag的，如果只是單純的數字比較的話，我們可以做一些簡化：

這樣是不是簡單很多呢？我們將我們希望每個迴圈繼續執行的條件：n < m放在while的後面，而while迴圈的設計正好就是「不斷執行直到不滿足 n < m」，也就是在n >= m時就會自動停止了。

For Loop

另一個迴圈是for迴圈，原本在程式語言中通常是用來執行「可以預期什麼時候結束的迴圈」。跟while loop不同的地方在於，我們一開始就會告訴程式我們要loop的範圍或是次數。舉一個最最簡單的例子，就是印出1～15的數字：

執行結果：

0
1
2
...
14

在 for 的語法 公式就是 for x in o:，代表著：「走過o裡面所有的x」。上面的這段程式有一個新的部份叫做range()，專門用來產生這種一串的東西讓for迴圈走過。所以range(15)就會產生0,1,2,3,4,....,14 (從0開始直到大於等於15停止)(在預設情況下，只輸入一個數字n就是從零開始走到n，不含n)。如果我們想要指定從1開始走走到15，就可以寫成range(1,16)。

不過python好用的地方在於，我們往往不需要知道一個「O」裡面有多少個「x」，就可以直接很懶的使用for迴圈了。python的for迴圈很聰明，會自動幫我們想像「我們應該是要重複拿出裡面的某些東西」。

例如下列程式中，我們先把東西存在一個陣列(array)（後面我們會教更多關於陣列等等資料結構）裡面，然後就可以透過for迴圈「一個一個讀出來」。

執行結果：

apple is in your shopping list
orange is in your shopping list
lemon is in your shopping list
Xiaomi 6 Plus is in your shopping list
iPhoneX is in your shopping list

這段程式當中，我們先把shopping_list定義好，把一堆的字串存在這個陣列裡。接著我們利用for item in shopping_list的語法，來走遍每一個item。

python聰明的地方是，我們可以直接叫for loop跑完整個清單，每次回傳一個東西，並且這個回傳的東西叫做item。我們前面完全沒有告訴過python說過item是什麼，這一句 for item in shopping_list就好像：「遍歷shopping_list裡面的東西，每次拿出一個，稱為item」。所以在這個迴圈中，第一次 item = apple，第二次 item = orange ，以此類推。

不過這裡的print()裡面我們多了一個函式，稱為format()，是今天要教大家第二個好用的小技巧。format()是字串的一個class method (類別函式)，也就是只有字串能夠用。我們可以用這樣的語法在字串中加入我們要的變數：

 'The value of variable a is {}'.format(a)

意思就是把a的值，以字串的形式放入前面那一串子裡面的{}中。

所以上一段例子裡，每次我們會印出 ' {} is in your shopping list '，其中{}就會變成每次的item，也就是物品名子。這樣是不是在設計output的時候有比較方便阿！

Homework time：練習題！

好了，今天簡單的for, while介紹就到此為止了，也來給大家出一個練習題，同時也是程式設計裡面的經典：九九乘法表。問題：請用迴圈在螢幕上列出99乘法表。提示：要使用雙重迴圈，也就是Loop in a Loop。

不過要完成這個作業，大家可能還需要一點新技能，就是關於print()函數的多一點認識。print()在沒有任何設定的情況下，會印出你輸入的內容並且換行。在印九九乘法表的時候，我們並不是每次印出數字就要換行，因此會需要使用print 函數裡面的end設定來變更這個預設的字莫換行
print(number, end = ' ')，會在螢幕上印出number的值，並且不換行，而是在後面加上' '。
如果想要印出縮排**，也就是一個整齊的空格的話，可以設定end = '\t'，如下:

print(number, end = '\t')

(在程式語法裡，通常使用\t來表示縮排(tab)，而用\n表示換行)

接著就祝大家好運了，我們下回見～

寫完的朋友們，也歡迎來GitHub@antoncoding對對答案呀！不過這不是唯一的解法喔～

我們下篇文章再見囉～下課！

_{image - pixabay}