迭代入門:為什麼我們需要循環
迭代是程式設計中一個基本概念,指的是重複執行一組指令。它是讓我們能無需手動重複,多次執行同一段程式碼的核心機制,並嚴格遵循「不要重複自己」(DRY)原則。此概念確保了程式碼的效率與可維護性。
1. 為何必須使用循環:規模與效率
當應用程式處理現實世界的資料時,經常會遇到龐大的資料集合——包含數千個使用者名稱的清單、資料庫中的百萬列資料,或大量日誌。手動逐一處理每一筆資料是不切實際的;透過迭代,可以快速且無錯誤地自動化處理這些大型結構。
- 自動化處理大型序列(例如,$N \approx 10^6$ 個項目)。
- 資料清洗,並對多個輸入套用相同的轉換。
- 透過一致性的執行來降低錯誤,遠勝於手動重複。
2. Python 的兩種核心循環類型
- 'for' 迴圈:用於 明確的迭代。此迴圈會遍歷任何序列(如列表或字串)或其他可迭代物件的項目。你知道最大重複次數,因為它由序列的大小決定。
- 'while' 迴圈:用於 非明確的迭代。此迴圈會持續執行一段程式碼,只要控制條件的布林值保持為 True。迴圈開始時,通常無法預知重複次數。
- 可擴展性:在資料科學與網頁後端開發等領域,處理大量資料是必然要求,因此迴圈對於撰寫穩健且可擴展的應用程式至關重要。
必備概念檢測
當你知道要處理的資料集合時(例如,處理購物車中的每一個項目),請選擇 'for'。當你正在等待某個事件發生時(例如,讓遊戲持續運行直到使用者按下 'Q'),則應選擇 'while'。
問題 1
迭代透過減少手動輸入程式碼,直接支援哪一種程式設計原則?
問題 2
若你需要印出 50 名學生姓名清單中的每一個名字,Python 中一般建議使用哪種迴圈類型?
問題 3
迭代之所以必要,主要原因在於: