Loop | tylerastro

這是一系列關於我拿到天文碩士學位，我一路所學到的技能，以及我認為必須延伸的技能組的文章，技能主線會保留在 Medium 上，以中英文方式呈現，而技能支線，會以中文形式在 GitHub.io，也就是這裡發表。預計兩邊加起來會有 27 篇文章，透過這些文章來檢核天文學位帶來給我哪些影響。

這是這系列的第二篇文章，第一篇文章Built-in Functions從 Python 內建函數開始。

在 Python 的語言當中，只有 for loop 跟 while loop。不像其他語言可能有 do-while 或者 case 等迴圈操作。

for loop

在 for 迴圈，這概念比較像是我們已經知道會跑幾次迴圈下，會使用 for loop. 比如說：

我要電腦寫出 99 乘法，那我已經知道有 81 個組合要計算
對整個 csv 檔案寫出每一行值
對於迭代物件裡面的值做處理

最常見起手式就是for i in range()，因為 range 會回傳一個迭代物件，裡面就像是計數器一樣(0,1,2,3,4...)，代表著這個迴圈要跑幾次一樣。

# 寫3次Hello world
for i in range(3):
	print("Hello world")

舉更常見的例子就是要對物件內的值做迭代處理：

animal = ['horse','turtle','mouse','donkey','lion','dragon']
 
for i in animal:
	print(i)

而如果再做共同開發，其實不僅是協作開發，自己的程式碼也應該寫的 explicitly。什麼叫寫的 explicitly 呢？這其實跟寫作文的風格一樣，風格含有個人的主觀想法，但大方向上應該要有個準則。在這邊除了個人註解外，在 for loop 裡面我想要強調的是用 i 來做變數算是一個習慣(！？)，因為大部分教學裡面都會用 i 來做變數，就像是我們的笛卡兒座標系一樣，我們習慣用 x, y, z 來稱呼，或者到大學後會使用 i, j, k（i 也有個說法是來表示 index。）

簡單或少量的的迴圈這樣處理可能沒問題，但當你要有兩個變數以上時，你的程式碼會越來越難讀，也就是 readability 會下降。

從下面這例子，你認為哪種方式在下週你回頭看，可以看得比較快呢？

animals = ['horse','turtle','mouse','donkey','lion','dragon']
weights = [83,2,0.4,64,140,999]
 
# 只使用簡單變數
for i, j in zip(animals,weights):
	print(i,j)
 
# 明確變數內容
for animal, weight in zip(animals,weights):
	print(animal, weight)

另外在資料處理如果有用到 pandas，pd.DataFrame()有個內建的 iterrows()，如果要對每一列做迭代可以寫成： for index, row in df.iterrows():

如果需要回傳物件的 index,我們也可以搭配 enumerate()使用 for index, var in enumerate(['horse','turtle','mouse','donkey','lion','dragon']) 這樣 index 就會是 0,1,2,3,4,5 而 var 會是裡面的動物名稱。

while loop

相對於 for loop，while loop 比較是在一個條件下，不停地迴圈，直到條件達成。相較於前面知道要跑幾次之下，while 是有一個明確的目標底下在跑。

最常見讓迴圈持續不停的方法就是while True，由於預設是 true，如果沒有特別設計就不會跳出迴圈。

i = 0
while i < 5:
	print("Hello World")
	i = i+1

pass continue 以及 break

這三個語句是 Python 在迴圈裡面常用的操作，可以讓我們裝沒事，跳過，以及跳出迴圈。

pass

顧名思義什麼都不做。

可以是往後才要開發，所以先 pass，不然程式無法編譯。可以是本身遇到這個情況就是選擇繼續，而不做任何改變。

animals = ['horse','turtle','mouse','donkey','lion','dragon']
 
for animal in animals:
    if animal == 'horse':
        print('neigh')
    elif animal == 'turtle':
        pass
    elif animal == 'mouse':
        print('squeak')
    else:
        pass

continue

中文直翻為繼續，但不要與 pass 搞混了，continue 會跳過這次迴圈，直接進入下次迴圈。

animals = ['horse','turtle','mouse','donkey','lion','dragon']
 
for animal in animals:
    if animal == 'horse':
        print('neigh')
    elif animal == 'turtle':
        pass
    elif animal == 'mouse':
        print('squeak')
    elif animal == 'donkey':
        continue
    elif animal == 'lion':
        print('roar~ roar~ roar~')
    elif animal == 'dragon':
        pass
 
>>>neigh
squeak
roar~ roar~ roar~

break

break 會打破迴圈，直接終止迴圈。

animals = ['horse','turtle','mouse','donkey','lion','dragon']
 
for animal in animals:
    if animal == 'horse':
        print('neigh')
    elif animal == 'turtle':
        pass
    elif animal == 'mouse':
        break
    elif animal == 'donkey':
        continue
    elif animal == 'lion':
        print('roar~ roar~ roar~')
    elif animal == 'dragon':
        pass
 
>>>
neigh

同場加映 CS50 Mario More comfortable

小小 Teaser 提供在這裡，CS50 上完之後，會有完整心得文。

在 CS50 2021 Week 1 的作業就是要用Ｃ寫來表現在馬力歐裡面的方塊。我的答案裡面使用了兩種 loop 來達成我的目的，從中也可以比較不同語言當中，迴圈寫法有什麼差別。

這次的作業是將使用者輸入一個數字，然後做出類似馬力歐裡面磚塊的圖樣，並且做鏡像。

#include <stdio.h>
#include <cs50.h>
 
void pyramid(int h)
// building blocks according to height h
{
    for (int i = 1; i <= h; i++)
    {
        // from first layer
        // put space at begining
        int counter = 0;
        while (counter < h && counter < (h - i))
        {
            printf(" ");
            counter++;
        }
 
        while (counter < h)
        {
            printf("#");
            counter++;
        }
        // finish left part
        printf("  ");
        // being right part
        counter = 0;
 
        while (counter < i)
        {
            printf("#");
            counter++;
        }
        while (counter < h)
        {
            printf("");
            counter++;
        }
        printf("\n");
    }
}
 
int main(void)
{
    int height;
    do
    {
        height = get_int("What's the height? ");
    }
    while (height < 1 || height > 8);
 
    pyramid(height);
}