Python程式設計資訊科技

陳致中— 編著

[程式設計]

B-1 程式語言簡介 B-3 B-1-1 Python的特點 B-4 B-1-2 建置Python 開發環境 B-4 B-1-3 Spyder編輯器環境介紹 B-7 B-1-4 線上免費編輯程式 repl.it B-9 B-2 Python程式語言基本概念 B-13 B-2-1 註解 B-13 B-2-2 變數 B-13 B-2-3 字串 B-14 B-2-4 數值 B-15 B-2-5 布林值 B-16 B-2-6 比較運算子 B-16 B-2-7 串列 B-17 B-3 Python 程式語言實作 B-19 B-3-1 基本輸出output指令 B-19 B-3-2 基本輸入intput指令 B-23 B-3-3 範圍range指令 B-25 B-3-4 迴圈指令 B-27 B-3-5 判斷（選擇）指令 B-38 B-3-6 內定函式與自定函式 B-46

程式設計

—— 

Python

程式設計

— Python

本章節次

B-1 _{程式語言簡介}

B-1

_{程式語言簡介}

世界各國人們都有自己專屬的語言做溝通，而電腦和人類之間也 存在不同的程式語言用來做溝通，你可以想像電腦就是一部機器，人 類只要給予正確的命令，它就會按照命令的指示去執行工作，然後再 將 結 果 輸 出， 而 這 些 命 令 的 組 合 就 是 所 謂 的 程 式 語 言（Programming Language），所以程式語言就是電腦與使用者之間的溝通橋樑。 坊間程式語言有許多種，其熱門程度往往也和產業趨勢畫上等號， 根據一份由電機電子工程學會發行的雜誌 IEEE Spectrum，統計 2018 年 度最受歡迎程式語言排行，熱門前三名分別是 Python、C++、Java，而 前十名排行如下圖所示。 圖 1　2018 年度最受歡迎程式語言排行（圖片來源：IEEE）

Python

_的特點

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琳琅滿目的程式語言，該如何選擇，針對初學者建議先從Python 學起，推薦的理 由有下面幾點： 1. 直譯式：透過直接編譯的方式，撰寫完的程式碼僅需按下執行按鈕，就可觀看結果， 無須理會中間編譯的過程，所謂編譯是指將高階語言轉換成機械語言的一些過程。

2. 跨平台：同時支援微軟 Windows、蘋果 macOS 以及 Linux 等主流作業系統平台，可移 植性相當高。

3. 免費且開放源碼：和Linux 都是屬於開放源碼，你可以自由的閱讀、複製、修改他人

程式碼，所以網路上有許多資源可以直接運用。

4. 應用範圍廣泛：例如大數據分析、網路、遊戲、伺服器、科學計算、人臉辨識、3D

繪圖等等，相關資源的運用非常多，幾乎各方面皆可使用Python，最有名的例子就是 Google 的搜尋系統，以及 YouTube 的視訊共享服務、BitTorrent 點對點檔案共享系統、 NSA 的加密和智能分析。

5. 物件導向：Python 程式語言同時也屬於物件導向程式語言（Object-Oriented Programming Language），具有封裝（Encapsulation）、繼承（Inheritance）與多型（Polymorphism） 三種特性。 6. 容易擴充和嵌入：負載量大的部分，用C 語言來寫，然後用 Python 來引用，就可以 加快速度，同時Python 可以嵌在其它程式裡面，這樣的特性讓 Python 非常有彈性。

建置 Python 開發環境

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Python 可同時支援許多作業系統平台，本書以微軟 Windows10 為操作環境，首先 到 ANACONDA 官網下載 Anaconda 套件組，如圖 2 所示，進入之後先選擇作業系統版 本，接著網頁往下拉，本書範例是以 Python3.6 版本為主（2.x 與 3.x 有些指令並不相 容）。

1 2 3 圖 2　下載 Anaconda 套件組 那該選擇32 還是 64 位元版本呢？請在桌面點選「本機 」圖示，按右鍵選擇「內 容」即可查看作業系統版本，如圖 3，本書是下載 Anaconda3-5.0.B-Windows-x86_64. exe 檔案進行安裝。

Anaconda 安裝的步驟請依序按「Next → I Agree 我同意 → Next → Next → 勾選 第 1 個增加環境路徑變數選項 → Install 安裝 → 經過一段時間安裝 → Next → Finish 完 成」。

1 2

3 4

6 5

7 8 圖 4　Anaconda 安裝步驟 當 Anaconda 安 裝 後， 內 建 的 Spyder 編 輯 器， 是 用 來 編 輯 與 執 行 Python 程式的整合開發環境，具有語 法提示、程式除錯與自動縮排功能， 使 用 方 式 是 執 行「 → Anaconda3 （6B-bit） → Spyder」， 由 於 該 軟體開啟時間會較久，所以不要以為 當掉而重複點擊，啟用時若有較新版 本會自動出現提示，詢問是否更新， 如 右 圖， 若 不 想 以 後 再 被 打 擾， 請 先 取 消 勾 選「Check for updates on startup」，再按 OK 確認。

Spyder

_{編輯器環境介紹}

B-1-3

Spyder 編輯器實際執行畫面如圖 6，主要包括五個區域，說明如下：

1. 下拉式選單區：例如按「File → New file…」可開啟新的檔案、「Run → Run」執行檔案。

2. 工具列區：最常用的工具有 開新檔案、 開啟舊檔案、 儲存目前檔案、

儲存所有檔案、 執行檔案。

4. 功能面板區：下方分別有「Variable explorer 變數瀏覽」、「File explorer 檔案瀏覽」、 「Help 幫助」頁籤做切換。 5. IPython console 主控台：當按下工具列 執行檔案，會在主控台顯示執行檔案的 結果，若是程式碼有錯誤，亦會在此區告知錯誤的位置與原因。 2. 工具列區 功能切換 程式執行區 檔案路徑 與名稱 1. 下拉式選單區 4. 功能面板區 3. 程式碼編輯區 檔案切換 5. 主控台 圖 6　Spyder 編輯器環境介紹 Spyder 編輯器中提供許多貼心的小服務，例如當要輸入 print 指令，但英文單字又不太熟，此時只要輸入部分字母並按 Tab 鍵， 會自動列出所有可用指令，然後利用↑、↓鍵選擇後，再按 Enter 鍵就完成輸入，如右圖所示。 接 著 當 輸 入「print（」 左 括 號 時， 右括號會自動產生，同時將該指令括號裡 面可用的參數均列出來，有些參數因為只

當程式碼撰寫完畢，按下上方工具列 圖示，目的是開始執行檔案，行號左側若 出現 圖示，代表程式碼內容有錯誤，在主控台雖然會顯示錯誤行號與原因，但不一 定是該行錯誤，有可能是之前錯誤造成，例如圖 7 第 12 行出現 Syntax Error 語法錯誤， 但原因卻是第11 行最後面的右括號不小心刪掉所造成。 錯誤圖示 圖 7　Spyder 編輯器錯誤提示

線上免費編輯程式 repl.it

B-1-4

若不想安裝上述 Anaconda 軟體，或覺得開啟 Spyder 編輯器太慢，亦可直接利用 https://repl.it 網站進行線上免費編輯程式，https:// 可以省略，並支援任何瀏覽器，其中 REPL 是「讀取（Read）→評估（Evaluate）→輸出（Print）→循環（Loop）」的簡稱， 對於學習一門新的程式語言有很大的幫助，因為不用安裝任何軟體，就能立刻做出回應。

1. 進入網站後，按下右上方「Log In 登入」按鈕，可以選擇利用 Google 帳戶直接登入。

1 ：「Sign up」_{為註冊按鈕，因為可以使用 Google 帳戶登入，所以不一定要進行註冊。} 2 ：_{若不想註冊和登入，可以直接選擇「+new repl」，但僅能執行測試程式，無法進行儲存。}

2. 若 為 第 一 次 登 入， 需 點 選「+new repl」 按 鈕， 並 選 擇 Python 語 言， 再 按「Create repl」建立。

3. 輸入檔案名稱（最多 60 個字 元），不用加附檔名.py，假 設輸入檔名test1，最後需再 按下「Enter」鍵。 4. 可 以 利 用 檔 案 名 稱 右 側 的 圖示重新命名，再按下 examples 範例參考，或直接 輸入程式碼，再按 執行 測試。 5. Examples 範例如下。

6. 操作介面如下。 撰寫程式碼 Python3 程式執行區 清除執行區畫面 執行 編輯檔案屬性 分享檔案 查看雲端的原始檔案列表 開啟新執行頁面網址（https://test1.chenlung.repl.run） 7. 亦可透過手機執行。

B-2

Python

程式語言基本概念

註解

B-2-1

註解可以幫助看懂程式碼，當程式碼越多，越需要加入相關註解，將來除錯才會比 較容易。註解分成單行與多行註解，「#」為單行註解符號，「"""」為多行註解符號， 在文字的頭尾都要單獨加上三個雙引號「"""」，多行註解適用於補充內容較多時。 # 必須在同一行，# 字後內容都是註解 """ 這個區域之內的內容都是註解 這個區域之內的內容都是註解 """

變數

B-2-2

要設定變數就使用「變數名稱 = 值」，等號是指定的意思，不用事先宣告，等號前 後是否加入空白字元均可正常執行，但對於初學者是建議前後都加空白字元，閱讀程式 碼時會較清楚，除錯時也較容易。變數第一次指定就是要設定初始值，沒先指定就直接 使用會出現錯誤。 age = 18 變數名稱 指定成 變數的值

18

age

變數像一個有標籤的盒子， 你能將資料放入盒子中，再 利用盒子上的標籤找到你的 資料 圖 8　變數的定義 變數的命名不能以數字開頭，只能以大寫或小寫的英文字母（有區別）或「底線 （_）」開頭，也不可以和關鍵字（指令）名稱相同，若不確定變數命名是否和指令名 稱相同，可在最前面加入「底線（_）」當開頭。

知識

知識

副檔名為「.py」，亦可使用 中文檔案名稱。

字串

B-2-3

Python 的字串可以前後利用「雙引號（"）」或「單引號（'）」包圍起來，關於字 串相關的運算如表 1 所示： 表 1　字串的相關運算 運算子 說明 例子 結果 1 + 加號，將左右字串連接在一起 a = '012' b = '345' c = a + b print(c) 012345 2 * 乘號，左邊必須為字串，右邊數字代表字 串要重複n次 a = '0123' b = a * 2 print(b) 01230123 3 in 如果左字串出現在右字串中則為真 a = '1' b = '123' print(a in b) True 4 not in 如 果 左 邊 字 串 沒 有 出 現 在 右 邊 字 串 中 則 為真 a = '1' b = '123' print(a not in b) False

5 len(a) 回傳字串的長度（Length） a = 'abcdefgh' print(len(a)) 8 6 str(a) 將物件轉換為一般字串（String）型態 a=123 b = str(a) + 'abc' print(b) 123abc

數值

B-2-4

整數（Integer）沒有位數限制，會自動調整，但若有小數點就稱為浮點數（Float）， 而複數的表示形式為 3 + 4j。 數值運算子前後是否加空白字元均可，但適當加入空白字元可令程式碼的閱讀更方 便。 表 2　數值的相關運算 運算子 說明 例子 結果 1 ** 次方的意思，而且可用於浮 點數 a = 5 ** 2 print(a) 25 2 // 捨去小數點的除法，即取「商 數」，除以零時會發生錯誤 a = 5 // 2 print(a) 2 3 % 是取除法的「餘數」 a = 5 % 2 print(a) 1 4 << 將數值左移n 位元，相當於 「乘上2n_」 a = 5 << 2 print(a) 20 5=00101(2)， 00101<<2= 10100(2)=20 5 >> 將數值右移n 位元，相當於 「除以2n_」 a = 5 >> 2 print(a) 1 5=00101(2)， 00101>>2= 00001(2)=1 6 int(a) 將變數a轉為整數型態 print(int(2.54)) 2 7 float(a) 將變數a轉為浮點數型態 print(float(2.54)) 2.54 8 complex(a) 將變數a轉為複數型態 print(complex(1,2)) (1+2j)

布林值

B-2-5

在布林值（Boolean）中，真值稱為 True、假值稱為 False。

表 3　布林值的相關運算 運算子 說明 例子 結果 （設 a = True ; b = False） 1 or 代 表「 或 」， 只 要 有 一 條 件 成 立即為真值 c = a or b print(c) True 2 and 代 表「 且 」， 所 有 條 件 都 成 立 才為真值 c = a and b print(c) False 3 not 代表「否定」 c = not a print(c) False

比較運算子

B-2-6

表 4　比較運算子的相關運算 運算子 說明 例子 結果（設 a = 10） 1 < 代表小於 print(a < 10) False 2 <= 代表小於或等於 print(a <= 10) True 3 > 代表大於 print(a > 10) False 4 >= 代表大於或等於 print(a >= 10) True 5 == 兩個等號，比較兩邊是否相等 print(a == 10) True 6 != 比較兩邊是否不相等 print(a != 10) False 7 is 比較是否同一個物件 a = 3.14 b = 1.0 + 2.14 print(a is b) False 儘管數值相同，可是並 不指向同一個物件

串列

B-2-7

串列（List） 為有順序的資料結構，可以動態新增或是刪除，不同型態可以放置在 同一個串列裡面，表示方法是用中括號（[ ]）括起來，裡面的物件以逗號分開，逗號前 後是否加空白字元均可。 變數名稱 ＝ [物件1, 物件2, 物件3, \ 物件4, 物件5, ...] 物件以逗號分開 內容過長時的換行符號 串列變數名稱 串列內所有物件都在中括號內 圖 9　串列的定義 假設串列變數名稱為s，裡面物件可以是數值或字串型態。 表 5　串列的相關運算 運算子 說明 例子 結果（設 s = [1,2,3]） 1 a in s 判斷a是否在串列s之中 a = 1 print(a in s) True 2 a not in s 判斷a是否不在串列s之中 a = 1

print(a not in s) False 3 s+t 「連接」s與t串列內容 t = [4,5] a = s + t print(a) [1,2,3,4,5] 4 s*n 將s「重複」n次 a = s * 2 print(a) [1,2,3,1,2,3] 5 s[i] 取出索引 i的元素「內容」，編 號是從0開始 print(s[0]) 1

6 len(s) 回傳s的元件「長度(Length)」 print(len(s)) 3 7 min(s) 回傳s之中的「最小值」 print(min(s)) 1

知識

知識

在 Python 中指令的大小寫並不相同，為避免初學者輸入錯誤，Spyder 編輯器運用不 同顏色來進行識別區分，例如字串預設值用綠色代表、關鍵字用藍色，若欲自行變 更，請依序按「Tools 工具→ Preferences 偏好設定→ Syntax coloring 語法顏色→ Edit selected 編輯」，修改各類型的預設顏色之後，按「OK」確認，如圖 10 所示。 一般文字 註解 字串 數字 關鍵字 內定函式 定義 實例 圖 10　自行設定 Spyder 編輯器撰寫環境

B-3

Python

程式語言實作

任何結構化程式語言都包括「循序」、「選擇」、「重複」等基本結構特性，說明如下：

1. 循序結構（Sequence）：程式由上而下，依序一行一行執行，是指程式碼會依序從

第1 行執行，然後緊接第 2 行、第 3 行……，除非碰到選擇判斷或迴圈返回才會跳到 其他行去執行。

2. 選擇結構（Selection）：或稱決策（Decision），就是指 if，如果條件成立就執行某 段程式碼，不成立則執行另一段程式碼。 3. 重複結構（Iteration）：或稱迴圈（Loop），是指部分程式片段可重複執行多次，直 到某測試的條件發生為止。 在撰寫程式階段，必須特別留意程式的基本結構，使程式容易閱讀，並有助於程式 的測試與維護。接著底下將透過各種實作，讓初學者由淺入深進入 Python 世界，開始 體驗學習程式語言的思考「邏輯」，當程式邏輯觀念正確，未來不論學習任何的程式語 言，都會比較容易上手。

基本輸出 output 指令

B-3-1

任何的程式碼，可能不用輸入就可以執行，但至少會有一個輸出結果，所以第一個 介紹的是輸出指令，print 本來是列印的意思，但實際是指將運算結果顯示於螢幕上， 由於 Python 3.x 是將 print 當作函式呼叫來使用，所以 print 後面要緊跟著 ( ) 小括號， 若沒有括號便會發生錯誤，同時要注意英文字母都是小寫，至於何謂函式，相關介紹會 在後面的「數位 FUN 手做 14 ～ 16」提到。

物件以逗號分開

print(物件1, 物件2, 物件3, …… , sep = ' ', end = '\n')

分隔字元，預設為一個空格

結束字元，預設為換行 紅色字表示可以省略

數位

FUN

手做

數位

FUN

手做

01

：輸出

print

指令練習

顯示所有變數 型態與內容 程式編輯區 程式執行區 a = 33 #整數型態 b = 6.8 #浮點數 c = "abc" # 文字串型態,前後要加雙引號 d = '123' # 文字串型態,加單引號亦可 print("Hello") #直接印出文字串 1 2 3 4 5 執行結果 Hello 請仔細觀察數字和字 串相加後的對照區別 程式碼

■ 程式碼說明

1. 第 1 行是將右邊的整數 33 指定給左邊 a 變數名稱，第 2 行是將右邊的浮點數 6.8 指定給左邊 b 變數名稱，整數和浮點數可以相加，如第 7 行的執行結果，所以 a + b = 39.8 浮點數，若欲觀察各變數的型態與內容，可將右上方的功能面板區切 換到 Variable explorer 變數瀏覽視窗。 2. 第 3、4 行的變數 c、d 都是字串型態，所以第 8 行 (c + d) 表示字串連接在一起， 結果變為 abc123。 3. 在上述程式碼的 = 等號或 + 加號的前後，都習慣多一個空白字元，目的是方便閱 讀，但若省略亦可正常動作。 4. 第 9 行 print 指令中，若要同時輸出多個內容，可用逗號區隔，兩個內容之間預 留一個空白字元，所以輸出為「A B C D」。 5. 若要在兩個內容間插入特殊符號，需在最後多搭配 sep 指令，第 10 行的 sep = ""，雙引號中間沒有任何字元，所以輸出為「ABCD」。 6. 第 11 行的 sep = "|"，雙引號中間為篩管字元（註：在 Enter 按鍵上方），所以 輸出為「A|B|C|D」。 Python 的字串可以前後利用「雙引號 "」或「單引號 '」包圍起來，為何要用兩種？ 理由是當內容本身要輸出單引號，就可以用雙引號將單引號包圍，例如請用 print 輸出 I'm a boy.

數位

FUN

手做

數位

FUN

手做

02

：各種數學運算子練習

程式碼 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 執行結果 14.8 7.2 7.6 1.9 22 5 2 3 121 a = 11 b = 3.8 print(a + b) print(a - b) print(b * 2) print(b / 2) print(a << 1) print(a >> 1) print(a % 3) print(a // 3) print(a ** 2) 仔細觀察各數 學計算的結果

■ 說明

1. 若暫時不須觀察各變數型態與內容，可將右上方視窗關閉，若欲重新使用，按 「Ctrl + Shift + V」組合鍵，或利用下拉式選單「View 檢視 → Panes 面板 → 勾

請利用 Python 計算 (23₊₃2_{)×4 = ？}

註 _{在數學運算中，括號優先權最高，其次是 ** 指數 → % 餘數 → // 商 → / 除法 → * 乘法 → +}

加法 → - 減法。

基本輸入 intput 指令

B-3-2

print 目的是輸出資料，而 input 和 print 目的剛好相反，是讓使用者由鍵盤輸入資 料，例如老師要利用電腦計算學生成績，就要先用鍵盤輸入學生的成績，input 也是當 作函式呼叫來使用，所以 input 後面要緊跟著 ( ) 小括號，若沒有括號便會發生錯誤，同 時要注意英文字母都是小寫，input 的語法說明如下： 變數名稱 = input( [輸入提示] ) _{選擇性使用，沒用} 就不會出現提示 圖 12　intput 語法說明 上述的輸入提示是選擇性使用，目的是告知使用者如何輸入，假設沒用就不會出 現提示，當函式使用後會回傳使用者輸入的資料給左邊的變數，不過要等到使用者按下 Enter 鍵才回傳。

數位

FUN

手做

數位

FUN

手做

03

：輸入

input

指令練習

使用者輸入 程式碼 1 2 3 4 5 執行結果 Input a=38 Input b=49 38 49 3849

a = input("Input a=") b = input("Input b=") print(a) print(b) print(a + b)

■ 程式碼說明

1. 當執行第 1 行時，右下方主控制台的執行視窗會出現「Input a=」提示字元，然 後就一直等待使用者輸入資料，不過在 Spyder 編輯器執行時，需「手動」將游 標切換到提示字元後面才可輸入，但若用 repl.it 網頁模擬，則輸入不用手動切

3. 當執行完第 1 行後，變數 a 的值就被指定為字串 "38"，執行完第 2 行後，變數 b 的值就被指定為字串 "49"。

4. 由於變數 a、b 都是字串型態，所以第 5 行 (a + b) 表示字串連接在一起，結果變 為 "3849"。

5. 未來如果輸入資料要當成數值計算，則須將第 1 行 「input("Input a=")」 的 外 層， 再 增 加 一 層 int( ) 整 數 型 態 轉 換， 亦 即 改 為「a = int(input("Input a="))」，直接將變數 a 轉換成整數型態再傳給 a， 最內層括號的內容會優先執行，這種類似像俄羅斯娃 娃或洋蔥式的寫法，自我檢查方式就是左括號數量和 右括號總數量應相同。 請分別輸入身高與體重，計算個人 BMI 的值。 註 _{BMI = 體重 ( 公斤 ) / 身高}2_{( 公尺 )，體重正常範圍為 BMI=18.5 ～ 24。}

範圍 range 指令

B-3-3

變數名稱 _{= range (}初值, _終值, 遞增值₎ 整數列表會到「終值」的 前一個數字為止 遞增(減)值， 預設為遞增1 初值，預設為0 圖 13　range 語法說明 變數會依據初值到終值的變化，依序指定給左邊的變數，若遞增值省略，則變數 每 次 自 動 +1，–1 則表示遞減 1，括號中若只有一個數值，是將初值為 0 省略，例如 range(10) 相當於 range(0, 10)，當變數等於終值就會離開，所以記得最後的值是終值的 前一個數字。 range 所產生的序列相當於之前提到的串列（List）結構，當需要從中取出任一筆資

數位

FUN

手做

數位

FUN

手做

04

：範圍

range

指令練習

程式碼 1 2 3 4 5 6 7 8 9 執行結果 range(0, 5) 0 1 2 3 4 2 3 4 5 0 2 4 6 4 2 a = range(5) print(a) print(a[0], a[1], a[2], a[3], a[4]) print(b[0], b[1], b[2], b[3]) print(c[0], c[1], c[2]) print(d[0], d[1], d[2]) b = range(2, 6) c = range(0, 6, 2) d = range(6, 0, -2)

■ 程式碼說明

1. 第 1 行 range(5) 相當於 range(0, 5)，亦即最前面初值 0 是可以省略，可自行觀 察第 2 行的執行結果，從字面來看是範圍 0~5，但實際是 0~4 而已，要特別留意。 2. 第 3 行 print(a[0], a[1], a[2], a[3], a[4]) 會依序分別輸出 0 1 2 3 4，若第 3 行

不小心多 a[5] 項目，則執行會出現「Index Error: range object index out of range 超出索引範圍錯誤」。

如果想設定 10、20、30、40、50 的範圍內容，則 range 該如何指定？

迴圈指令

B-3-4

Python 有兩種常用的迴圈，分別是 for 迴圈與 while 迴圈（while loop），最後 面記得都要加「冒號：」，兩種指令比較說明如下，可以透過下方的「數位 FUN 手做 05 ～ 10」觀察各變數的變化，以瞭解迴圈的應用與邏輯概念。 變數會依據初值到終值變化，若 沒有指定遞增，預設為遞增 1， 若設為負數表示遞減，反覆執行 區塊程式碼，當變數等於終值才 會離開迴圈，所以要記得變數等 於終值是沒有執行區塊程式碼。 for 迴圈 當變數等於終值才會離開迴圈 for 變 數 in range(初 值 , 終 值 , 遞 增 值 ): [ 區 塊 程 式 碼 ] 每重複一次，迴圈就會執行區 塊程式碼（一行或多行）一次 計數從「初值」開始到「 終值」的前一個數字為止 迴圈中的區塊程式碼被自動縮排 圖 14　for 迴圈語法說明

知識

知識

Python 程式語言的迴圈，和一般程式語言的最大不同處，就是 Python 在執行迴圈時， 當變數等於終值是沒有執行區塊程式碼，就直接離開，其他程式語言則是會先執行區塊 程式碼才離開。但若一開始變數就不在範圍內，則不論哪種程式均不執行。 while 迴圈 while 判 斷 條 件 : [ 區 塊 程 式 碼 ] while迴圈具有「先判斷、 後執行」的特性 迴圈中的區塊程式碼被自動縮排 只要判斷式成立，區塊程式碼 （一行或多行）就會不停的執行 while是指「當」判斷條件成立或 為真值時，才會執行底下區塊的 內容，執行完區塊後，再回while 判斷條件是否繼續成立，若不成 立，則離開迴圈，若成立就一直 反覆執行區塊內容。 當條件不成立才會離開迴圈

數位

FUN

手做

數位

FUN

手做

05

：

for

迴圈

+range

練習

程式碼 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 執行結果 0 1 2 3 4 5 1 3 5 2 3 4 5 6 4 2 for a in range(6): print(a, end=" ") print("") #---for b in range(1, 6, 2): print(b, end=" ") print("") #---for c in range(2, 6): print(c, end=" ")

■ 程式碼說明

1. for 或 while 指令的最後面務必都要加「冒號：」，代表底下敘述區塊的開始。 本實作目的是利用 for 迴圈將各種 range 的內容顯示出來，以便驗證。 2. 當第 1 行輸入完畢後，按下 Enter 鍵，第 2 行會因為自動縮排而跳到變數 a 的下 面等待輸入，這是 Python 和其他程式語言最大的差異，例如 C 語言是利用大括 號 { } 代表執行區塊，但在 Python 則是用「上下對齊的縮排」方式，判斷是否 同一區塊。 3. 當第 1~2 行迴圈執行完畢後，觀察變數視窗中的變數 a，range(6) 最後數字是停 在 5，而非 6。 4. 第 3 行目的是換行，所以雙引號裡面可以是完全空白，如果省略該行，則所有輸 出內容都擠在同一行。 5. 請注意第 3 行並沒有縮排，當第 2 行輸入完畢後，因為不知 for 裡面的區塊程式 碼要幾行，所以仍然保持縮排，須自行按 Backspce 往前刪除，然後和第 1 行對 齊，如果不小心讓第 3 行和第 2 行對齊，表示 for 迴圈每次除了輸出 a 的內容， 還會執行第 3 行，輸出的結果就變成直向，不妨試試執行二者的區別。 6. 第 4 行「#---」是用註解來區隔程式碼，方便閱讀與除錯，對於較大型的 程式更加需要，與文章分段落的意義相同，亦可使用空白列代替。 range 指令格式為「變數名稱 = range ( 初值 , 終值 , 遞增值 )」，如果省略遞增值， 則預設值為 1，但如果是 range(6, 1) 時，則輸出結果為何？

數位

FUN

手做

數位

FUN

手做

06

：

for

迴圈

+ in

指令練習

註

請觀察變數視窗內容

程式碼 1 2 3 4 5 6 7 執行結果 banana apple watermelon

banana apple watermelon 123

456

fruits = ['banana', 'apple', 'watermelon']

for a in fruits:

print(a)

print(fruits[0], fruits[1], fruits[2])

#---b = [123, 456, 789]

■ 程式碼說明

1. 之前有提到 List 串列是指有順序的資料結構，除了可以利用 range 指令產生，也 可以利用「串列變數名稱 = [ 物件 1, 物件 2, 物件 3, ...]」指定，如第 1 行 fruits = ['banana', 'apple', 'watermelon'] 字串串列，或是第 6 行 b = [123, 456, 789] 數值串列。

'banana' 'apple' 'watermelon'

fruits 字串串列 123 456 789 b 數值串列 [0] [1] [2] 索引值 (index) 索引從0開始遞增 2. 若要取出串列內容，可以利用中括號，例如：fruits[0] 或 b[2]，記得索引編號是 從 0 開始，所以 fruits[0] 內容為 'banana'，而 b[2] 內容為數值 789。 3. 第 3、4 行並未對齊，所以 for 迴圈僅執行第 3 行而已，要留意 Python 是用「上 下對齊」縮排來辨識區塊。

知識

知識

本實作建議搭配「單步執行」模式，觀察迴圈的執行順序與各變數的內容變化，之前 按 是全部執行，只可觀察最後結果，「單步執行」模式要先按 ，行號 1 變粗體， 表示目前在執行第 1 行，觀察變數內容尚未變化，接著按 ，跳到第 2 行執行，變數 fruits 就會出現，接著一直繼續按 ，仔細觀察程式碼執行順序與各變數的內容變化。

對於初學者，想要更清楚瞭解程式碼執行順序與各變數的內容變化，除了上述方法之外， 還可以利用 VISUALIZE 網站（http://www.pythontutor.com/），只要先在網站上選 擇要學習哪種程式語言與版本，然後填入程式碼，就可以方便觀察各變數在執行過程的 變化與結果。 1 2 3 選擇程式語言與版本 撰寫程式碼 點擊觀察執行過程視窗 輸出結果 4 _{點擊 Forward 逐步執行，亦可點擊} Back 回至上一步

數位

FUN

手做

數位

FUN

手做

07

：雙

for

迴圈練習

_

九九乘法表

1 2 3 4 5 for x in range(1, 10): #使迴圈重複9次，終值必須設為10 for y in range(1, 10): s = str(x) + "*" + str(y) + "=" + str(x * y) print(s.ljust(7, " "), end="")

print("") 內迴圈 外迴圈 s 總和會被印81次 程式碼 用＋把字串連接 執行結果 1*1=1 1*2=2 1*3=3 1*4=4 1*5=5 1*6=6 1*7=7 1*8=8 1*9=9 2*1=2 2*2=4 2*3=6 2*4=8 2*5=10 2*6=12 2*7=14 2*8=16 2*9=18 3*1=3 3*2=6 3*3=9 3*4=12 3*5=15 3*6=18 3*7=21 3*8=24 3*9=27 4*1=4 4*2=8 4*3=12 4*4=16 4*5=20 4*6=24 4*7=28 4*8=32 4*9=36 5*1=5 5*2=10 5*3=15 5*4=20 5*5=25 5*6=30 5*7=35 5*8=40 5*9=45 6*1=6 6*2=12 6*3=18 6*4=24 6*5=30 6*6=36 6*7=42 6*8=48 6*9=54 7*1=7 7*2=14 7*3=21 7*4=28 7*5=35 7*6=42 7*7=49 7*8=56 7*9=63 8*1=8 8*2=16 8*3=24 8*4=32 8*5=40 8*6=48 8*7=56 8*8=64 8*9=72 9*1=9 9*2=18 9*3=27 9*4=36 9*5=45 9*6=54 9*7=63 9*8=72 9*9=81 外迴圈控制變數 x 內迴圈控制變數 y (內迴圈執行 9 次) 外迴圈執行第2次 外迴圈執行第1次 外迴圈執行第3次

■ 程式碼說明

1. 迴圈裡再包含一個迴圈，稱為「巢狀迴圈」，當內迴圈執行完畢，外迴圈變數才 會遞增，當外迴圈都執行完畢，才會跳開此巢狀迴圈，請特別留意縮排的位置。 2. 因為九九乘法表最後一筆是 9*9=81，所以內外迴圈都用 range(1, 10)。 3. 第 3 行「s = str(x) + ……」是利用「加號 +」將多個字串連接在一起，但是變數 x 和 y 都是數值型態，要先用 str( ) 函式轉為字串（string）型態，才能用加號將 其連接在一起。

4. 第 4 行「s.ljust(7, " ")」用法比較特殊，ljust 是指 left just 靠左調整，靠右調 整則是 s.rjust，小括號裡面第一個參數是代表寬度，第二個參數是長度不足時， 要填補的字元內容，所以雙引號裡面只能放一個字元，而 end 後面雙引號裡面 不用加空白字元，且第 3、4 行縮排位置相同，表示是同一區塊程式碼。

數位

FUN

手做

數位

FUN

手做

08

：

while

迴圈基礎練習

執行結果 0 1 2 3 4 5 1 3 5 2 3 4 5 6 4 2 執行結果 0 1 2 3 4 5 1 3 5 2 3 4 5 6 4 2 a = 0 初值 while a < 6: 終值 print(a, end=" ")

a = a + 1 遞增值 print("") #---b = 1 while b < 6: print(b, end=" ") b = b + 2 print("") #---c = 2 while c < 6: print(c, end=" ") c = c + 1 print("") #---d = 6 while d > 1: print(d, end=" ") d = d - 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 for a in range(6): print(a, end=" ") print("") #---for b in range(1, 6, 2): print(b, end=" ") print("") #---for c in range(2, 6): print(c, end=" ") print("") #---for d in range(6, 1, -2): print(d, end=" ") 程式碼 while 迴圈 程式碼 for 迴圈 註 _{兩邊程式碼功能完全相同，請自行對照比較兩種語法的關係。} 將上述程式碼前三項遞增 while 迴圈，均改為遞減 while 迴圈， 但範圍保持不變。

數位

FUN

手做

數位

FUN

手做

09

：

for

與

while

迴圈對照比較練習

程式碼 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 執行結果 1+3+5+7+9= 25 1+3+5+7+9= 25 sum = 0 x = 1 初值 while x < 11: 終值 sum = sum + x x = x + 2 遞增值 print("1+3+5+7+9=", sum) #---sum = 0 for x in range(1, 11, 2): sum = sum + x print("1+3+5+7+9=", sum) 註 _{上下兩段程式碼功能均同，請自行對照比較。}

■ 程式碼說明

1. sum 變數是用來累計 1+3+5+7+9 的總和，利用「sum = sum + x」進行累加； 左右兩邊怎會相等？那是因為這裡的等號代表「指定」，是指將右邊 sum + x 累 加的值指定給左邊 sum 變數。 2. for 迴圈若遞增值為 1 可以省略，但 while 不可以省略，一旦不小心省略，便會 陷入無窮迴圈，因為 x 值不動，造成 x < 11 永遠都成立，將一直 1+1+1+1……反 覆累加，一旦發生可使用「Ctrl + C」強制中斷。 利用 while 與 for 迴圈計算 5×4×3×2×1= ？

數位

FUN

手做

數位

FUN

手做

10

：雙

while

迴圈練習

_

九九乘法表

1 2 3 4 5 6 7 8 9 x = 0 while x < 9: x = x + 1 y = 1 while y < 10: s = str(x) + "*" + str(y) + "=" + str(x * y) print(s.ljust(7, " "), end="")

y = y + 1 print("") 1 2 3 4 5 for x in range(1, 10): for y in range(1, 10): s = str(x) + "*" + str(y) + "=" + str(x * y) print(s.ljust(7, " "), end="")

print("") 內迴圈 外迴圈 內迴圈 外迴圈 程式碼 程式碼 雙 while 迴圈 雙 for 迴圈 執行結果 1*1=1 1*2=2 1*3=3 1*4=4 1*5=5 1*6=6 1*7=7 1*8=8 1*9=9 2*1=2 2*2=4 2*3=6 2*4=8 2*5=10 2*6=12 2*7=14 2*8=16 2*9=18 3*1=3 3*2=6 3*3=9 3*4=12 3*5=15 3*6=18 3*7=21 3*8=24 3*9=27 4*1=4 4*2=8 4*3=12 4*4=16 4*5=20 4*6=24 4*7=28 4*8=32 4*9=36 5*1=5 5*2=10 5*3=15 5*4=20 5*5=25 5*6=30 5*7=35 5*8=40 5*9=45 6*1=6 6*2=12 6*3=18 6*4=24 6*5=30 6*6=36 6*7=42 6*8=48 6*9=54 7*1=7 7*2=14 7*3=21 7*4=28 7*5=35 7*6=42 7*7=49 7*8=56 7*9=63 8*1=8 8*2=16 8*3=24 8*4=32 8*5=40 8*6=48 8*7=56 8*8=64 8*9=72 9*1=9 9*2=18 9*3=27 9*4=36 9*5=45 9*6=54 9*7=63 9*8=72 9*9=81 外迴圈控制變數 x 內迴圈控制變數 y (內迴圈執行 9 次) 外迴圈執行第2次 外迴圈執行第1次 外迴圈執行第3次

■ 程式碼說明

1. 上方程式碼是利用內外兩個 while 迴圈完成九九乘法表，兩者對照會發現，下方 for 迴圈 x 變數是 range(1, 10)，即初值等於 1、終值等於 10，那為何 while 迴 圈的 x 變數初值是等於 0、終值的判斷是小於 9 ？

2. 既然所有 for 迴圈都可以對應到 while 迴圈，那 for 與 while 的使用時機有何差 異？如果初值、終值都已知，建議使用 for 迴圈，因為指令較簡單，適用於重 複性的動作，當然要用 while 也可以。而當停止條件不知何時會發生時，建議 使用 while 迴圈，例如成績輸入程式，因為使用者可能要輸入 10 筆資料，也可 能輸入 20 筆資料，這時迴圈停止的時機是未知的，便可使用 while 迴圈並配合 break 指令跳出迴圈。 3. 最後一行目的是輸出「換列」字元，否則輸出會全部在同一行，縮排位置要和內 迴圈的 while 與 for 上下對齊。 修改上述 while 雙迴圈程式碼，使每行僅顯示 3 個運算式。

判斷（選擇）指令

B-3-5

■ 條件判斷結構

讓使用者可以於程式中使用邏輯判斷「如果判斷條件成立，就執行條件成立的動 作，若條件不成立則執行條件不成立的動作」，許多問題的解決都需要使用選擇結構， 如年齡大於等於6 歲，可以觀賞「保護級」電影，但如果年齡小於 18 歲，則不得觀看「限 制級」電影。 if 運用十分廣泛，有不同的語法提供使用，請參閱以下說明。 1. 單向判斷（if） Python 語言 流程圖 if 條件判斷: _判斷式條件 程式區塊 True

2. 雙向判斷（if ∼ else） Python 語言 流程圖 if 條件判斷: [程式區塊1] else: [程式區塊2] 程式區塊1 程式區塊2 條件 判斷式 True False 說明：如果條件判斷成立或為True，就執行「程式區塊1」，若條件不成立則執行「程式區 塊2」。

3. 多向判斷（if ∼ elif ∼ else）

Python 語言 流程圖 if 條件1判斷_: [程式區塊1] elif 條件2 判斷_: [程式區塊2] else: [程式區塊3] 程式區塊1 條件1 判斷式 條件2 判斷式 True True False False 程式區塊2 程式區塊3 說明：如果條件1判斷成立或為True，就執行「程式區塊1」內容，否則再判斷條件2，當 條件1不成立且條件2成立就執行「程式區塊2」，當條件1、2都不成立才執行「程 式區塊3」的內容。

■ 邏輯運算子

邏輯運算子有三種運算子，and（且）、or（或）、not（相反）。 可以使用邏輯運算子連結多個條件，若要多個條件須同時為 True 結果才會為 True

說明如下： 1.x and y：

當只有x、y 都是 True，結果才會是 True；x 與 y 只要其中一個為 False，結果為 False。

變數x 變數y 結果

True True True True False False False True False False False False

2.x or y：

當x 與 y 其中一個或兩者都是 True，則結果為 True；當 x 與 y 兩者都是 False，則 結果為False。

變數x 變數y 結果

True True True True False True False True True False False False

3.not x：

若 x 為 True，not x 的結果為 False；若 x 為 False，not x 的結果為 True。

變數x 結果

True False False True

■ 關係運算子

在Python 語法中，流程判斷所使用的運算子稱之為關係運算子，常見的關係運算 子共有六個==、!=、>、>=、<、<=。說明如表 6： 表 6　邏輯運算子的相關運算 運算子 功能 例子 說明 1 == 等於 x==y 若x 等於y，則結果為真 2 != 不等於 x!=y 若x 不等於y，則結果為真 3 < 小於 x<y 若x 小於y，則結果為真 4 > 大於 x>y 若x 大於y，則結果為真 5 <= 小於或等於 x<=y 若x 小於或等於y，則結果為真 6 >= 大於或等於 x>=y 若x 大於或等於y，則結果為真 基本上，由關係運算子所構成的運算式稱之為條件運算式，它主要是用來比較兩者 之間的關係，其輸出結果也只有True（真）或是 False（假）兩種。

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FUN

手做

數位

FUN

手做

11

：單向判斷

if

練習

程式碼 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 執行結果 請輸入第_{1個數字:16} 請輸入第_{2個數字:40} 最大公約數 _{GCD = 8} 最小公倍數 _{LCM = 80} a = int(input("請輸入第1個數字:")) b = int(input("請輸入第2個數字:"))

for c in range(a, 1, -1):

if (a % c == 0 and b % c == 0):

break

print("最大公約數 GCD =", c)

print("最小公倍數 LCM =", c)

for c in range(a, a * b):

if (c % a == 0 and c % b == 0): break

■ 程式碼說明

1. 第 1、2 行前面加 int 的目的是因為從 input 讀到的值是字串型態，所以要利用 int( ) 內定函式轉成整數（Integer）型態，待會才能做餘數的計算。 2. 第 3~6 行是求 GCD，所以利用遞減迴圈逐一檢查 16 和 40 可以最先同時整除哪 個數字，該數字就是 GCD。 3. 第 3 行亦可將範圍改為從 b 開始遞減，第 4 行 % 是取「餘數」的意思，第 5 行 break 目的是「強制離開」迴圈，因為已經找到 GCD 答案。 4. 第 7~10 行是求 LCM，所以利用遞增迴圈逐一檢查哪個數字可以先同時被 16 與 40 整除，該數字就是 LCM，其中第 7 行亦可將範圍改為從 b 開始遞增。

註 _{最大公約數 GCD（Greatest Common Divisor）}

是幾個自然數公有約數中最大的一個。例如，16 和 40 公約數有：1、2、4、8，其中最大的是 8， 8 就是 16 和 40 的最大公約數。 思考流程：既是求最大值，所以我們用「遞減」方式依序檢查 16 和 40 可以最先同時整除哪個 數字，該數字就是 GCD。 最小公倍數 LCM（Lowest Common Multiple） 是幾個自然數公有倍數中最小的一個。例如，5 和 6 公倍數有：30、60、90、……，其中最小

演算法如下： Step1： 分別輸入兩個整數 a 與 b Step2： 建立一個從 a 到 1 的遞減迴圈 c Step3： 如果 a 除以 c 與 b 除以 c 都可以整除，則跳到 Step4， 若不成立，繼續遞減迴圈 Step4： 輸出變數 c 就是 GCD 值 Step5： 建立一個從 a 到 a*b 的遞增迴圈 c Step6： 如果 c 除以 a 與 c 除以 b 都可以整除，則跳到 Step7， 若不成立，繼續遞增迴圈 Step7： 輸出變數 c 就是 LCM 值 參閱「數位 FUN 手做 03 動動腦」，僅判斷 BMI 是否屬於正常範圍。 註 _{BMI = 體重 ( 公斤 ) / 身高}2_{( 公尺 )，體重正常範圍為 BMI=18.5 ～ 24。} 流程圖如下：

數位

FUN

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數位

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手做

12

：雙向判斷

if_

偶數判斷練習

程式碼 1 2 3 4 5 執行結果 請輸入一個正整數_:38 38 是偶數

num = int(input('請輸入一個正整數:'))

if num % 2 == 0: print(num, '是偶數') else: print(num, '是奇數') 鍵盤輸入38

■ 程式碼說明

1. 第 2 行「num % 2」是將輸入的值除以 2，當餘數等於 0 就表示 num 是偶數， 所以跳到第 3 行，否則，跳到第 5 行，輸出是奇數。

2. 由於在 Python 是利用「縮排」來區別執行區塊範圍，當輸入第 2 行「if num % 2 == 0:」後，按下 Enter，游標停在字母 u 下方，直接接著輸入「print（num, ' 是偶數 '）」，再按下 Enter 鍵，游標停在字母 p 下方，此時需要按 backspace 倒退鍵，將 else 與 if 上下對齊。

數位

FUN

手做

數位

FUN

手做

13

：多向判斷

if_

兩數比大小練習

程式碼 1 2 3 4 5 6 7 8 執行結果

Please input a num1:13 Please input a num2:38 13 小於 38

num1 = int(input('Please input a num1:'))

num2 = int(input('Please input a num2:'))

if num1 == num2:

print(num1, '等於', num2)

elif num1 < num2:

print(num1, '小於', num2)

else:

print(num1, '大於', num2)

elif = else if 否則如果

■ 程式碼說明

1. 多向判斷式中，不論是 if、elif、else 後面都要加冒號，同時要上下對齊，而且 各執行區塊的起始位置也需上下全部對齊。 2. 當分別輸入 13 與 38，因為 13 不等於 38，所以跳到第 5 行繼續判斷，因為 13 < 38 條件成立，因此跳到第 6 行輸出「13 小於 38」字串。

修改「數位 FUN 手做 11」原程式碼，根據下表增加判斷顯示各式的 BMI 結果。 體重過輕 BMI ＜ 18.5 正常範圍 _18.5 ≦ BMI ＜ 24 異常範圍 過重：24 ≦ BMI ＜ 27 輕度肥胖：27 ≦ BMI ＜ 30 中度肥胖：30 ≦ BMI ＜ 35 重度肥胖：BMI ≧ 35　

內定函式與自定函式

B-3-6

Python 的函式有兩種，分別是內定函式與自定函式，內定函式在之前實作當中就 已 經 用 過， 例 如：str( )、int( )、float( )、len( )、max( )、min( ) 等，而在 Python 3.x 也把print( ) 和 input( ) 當成函式來使用，所以 Python 3.x 的 print 後面一定要加小括號， 在呼叫內定函式時，函式名稱後面也必定要緊跟著小括號，中間不留空白字元。

自定函式的方法是在函式名稱前面放置def 指令，def 是 define 定義的意思，def 和函式名稱中間至少要有一個空白字元，否則直譯程式會無法區別；自定函式一定要先 定義方可使用，所以都是放在主程式碼前面的地方。

自定函式的命名方式（Function_name）同變數命名，不可用數字當字首，在呼叫 函式的小括號中，Arg = argument 引數可以都沒有，也可以很多個，需視對應的函式小 括號中Pra = parameters 的參數數量，兩者須一致，但各自的名稱不一定要相同。因此， 當呼叫函式時，Arg1 就將值傳給對應的 Pra1、Arg2 就將值傳給對應的 Pra2，依此類推。

def Function_name (Pra1,Pra2, …):

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14

：自定函式練習—

1

程式碼 1 2 3 4 執行結果 歡迎光臨_~ def hello(): print("歡迎光臨~") hello()

■ 程式碼說明

1. 由於自定函式一定要在呼叫前先定義，所以一般都是在程式碼最前面，本實作因 為沒有參數傳遞，所以第 1 行小括號中是空的，但小括號不可省略。 2. 第 3 行空白列可以省略，因為目的只是為了方便閱讀。 3. 第 4 行呼叫自定函式，因為沒有參數傳遞，所以小括號中是空的，但小括號不可 省略。

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15

：自定函式練習—

2

程式碼 1 2 3 4 執行結果 方形面積 _{= 30} def area(h, w): print("方形面積 =", h * w) area(5, 6) 增加引數與參數的傳遞

■ 程式碼說明

1. 第 1 行增加 h 高度與 w 寬度的參數傳遞，目的是要計算長方形的面積（area）， 當自定函式建立之後並不會執行，除非在主程式中呼叫函式才會執行。 2. 第 4 行目的是呼叫 area 函式，將數值 5 傳給參數 h，將數值 6 傳給參數 w。

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數位

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手做

16

：自定函式練習—

3

程式碼 1 2 3 4 執行結果 3 的 4 次方 = 81

def power(num1, num2):

return num1 ** num2

print("3 的 4 次方 =", power(3, 4)) 利用 return 返回指令，透過函式名稱回傳結果

■ 程式碼說明

1. 第 1 行自定函式小括號中的 num1 接收數值 3、num2 接收數值 4。 2. 當自定函式運行到第 2 行 return 陳述句時，將會無條件直接離開函式，同時透 過函式名稱回傳結果，所以當第 4 行 power(3, 4) 呼叫自定函式 power 後，會 接收到 34 _{= 81 的計算結果，其中「**」是次方運算子，然後在主程式直接輸出} 結果。

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17

：自定函式

_

遞迴運用練習

程式碼 1 2 3 4 5 6 7 8 執行結果

Please input a number:5 5 != 120 def factorial(n): if (n == 1): return 1 else: return n * factorial(n - 1)

num = int(input('Please input a number:'))

print(num, '!=', factorial(num))

鍵盤輸入的值

■ 程式碼說明

1. 此範例是要計算正整數的階乘，是所有小於及等於該數的正整數的積。自然數 n 的階乘寫作 n!，可以表示如下： n! ＝ n × (n-1) × (n-2) ×…× 2 × 1 … 註 _{所謂遞迴是指自定函式一直} 反覆呼叫自己。

2. 假設 num 變數收到 5 的輸入值，利用 factorial (5) 呼叫， 因為 5 不等於 1，所 以 factorial 名稱返回 5 * factorial(4)，其中 factorial(4) 又去呼叫自定函式，如 此一直呼叫自己，就稱為遞迴，那何時才會停止呼叫呢？答案是當 n 等於 1 時， 因為 1! = 1 就是自己不用再呼叫。 3. 實際執行流程如右圖。 4. 呼叫函式的引數，用 num 變數傳送給自 定函式參數 n，兩者名稱不一定要相同， 但兩邊變數數量應保持相同。 利用遞迴技巧，試求費式（Fibonacci）數列大小，由使用者輸入一個正整數 n(n < 20)，計算出費式數列的第 n 項之值並輸出。 註 _{費式數列的前兩項為 1、1，之後的每一項為前兩項之總和，即 Fn = Fn-1 + Fn-2，費式數列的前 10} 項依序為：1、1、2、3、5、8、13、21、34、55，即 F11 = F10 + F9 = 55 + 34 = 89 。 5! ＝ 5 × 4! ＝ 5 × (4 × 3!) ＝ 5 × (4 × (3 × 2!)) ＝ 5 × (4 × (3 × (2 × 1!))) ＝ 5 × (4 × (3 × (2 × (1)))) ＝ 120

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FUN

手做

數位

FUN

手做

18

：無窮迴圈搭配

break

的運用練習

程式碼 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 執行結果 def factorial(n): if (n == 1): return 1 else: return n * factorial(n - 1) while True:

num = int(input('Please input a number(0->EXIT):'))

if num == 0:

break

else:

print(num, '!=', factorial(num))

■ 程式碼說明

1. 之前的實作都僅能執行一次而已，若要反覆執行，就須利用「while True:」技巧， 因為 while 後面判斷條件永遠為 True 真值，所以會一直重複執行，稱為無窮迴 圈。 2. 無窮迴圈該如何停止呢？第一種方式是直接按「Ctrl + C」強制離開，第二種方 式是在無窮迴圈中增加判斷條件，例如第 9 行，當判斷輸入的 num 值等於 0 就 執行 break 指令，當然也可以自行決定判斷其他特定的數值，而 break 的目的 是要強制離開 while 迴圈，離開主程式的無窮迴圈，相當於離開執行程式，包括 for 迴圈亦可使用 break 指令。 請輸入兩個整數值，利用 while 與 break 求出最大公約數。

數位

FUN

手做

數位

FUN

手做

19

：匯入模組

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隨機產生數字練習

程式碼 1 2 3 4 執行結果 2 28 41 15 11 21 29 91 85 34 import random for x in range(10): a = random.randint(1, 99)

print(a, end=" ")

■ 程式碼說明

1. 此範例增加學習利用模組的技巧，所謂模組類似之前提到的自定函式，只不過是 由一群專業的工程師所撰寫，內容十分廣泛，有些在安裝時就存在，有些可以透 過網路下載，使用者只要知道如何呼叫使用即可，而這也是 Python 好用的原因 之一。 2. 第 1 行 import 是指匯入的意思，random 是隨機的意思，目的是要匯入隨機相 關的模組。

3. 「for x in range(10):」目的是要產生 10 組數字，所以要利用 for 迴圈。

數位

FUN

手做

數位

FUN

手做

20

：顯示目前系統日期與時間練習

程式碼 執行結果 現在日期與時間 ： _{Sun Jan 28 11:54:39 2018} 午安! 時間格式自訂--> _{DATE=2018/01/28 TIME=11:54:39} 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 import time print("現在日期與時間 :", time.strftime("%c")) h = int(time.strftime("%H")) if h > 6 and h < 11: print("早安!") elif h >= 11 and h < 17: print("午安!") else: print("您好!")

print("時間格式自訂-->", time.strftime("DATE=%Y/%m/%d TIME=%H:%M:%S"))

■ 程式碼說明

• %c 是指目前（current）的系統日期時間 • %H 是指小時（hour） • %Y 是指年份（year） • %M 是指分鐘（minute） • %m 是指月份（month） • %S 是指秒數（second） • %d 是指日期（date） 3. 透過 time.strftime 讀到的都是「字串」型態，若想透過系統時間值進行判斷， 可以利用 int( ) 先轉換成整數，例如 h = int(time.strftime("%H"))，這樣底下的 if 判斷句才可以根據現在時刻顯示對應的問候語句。 4. 如果覺得利用 % 顯示的系統日期時間格式不習慣，也可以自訂顯示的順序與顯 示格式，例如「time.strftime("DATE=%Y/%m/%d TIME=%H:%M:%S"))」，將 想要顯示的內容放在字串中即可（包括空白字元），然後再搭配各種預設 % 的 格式。 註 _{所有的大、小寫都要特別注意，在 Python 中， 英文字母的大、小寫有著不同的意義。} 請 自 訂 時 間 日 期 格 式， 例 如 顯 示「 西 元 2017 年 12 月 25 日　 下午 18 時 26 分 38 秒」。

　

課後習題

�擇題

( ) 1. Python 程式語言的副檔名為？ (A) p (B) py (C) python (D) 以上皆否。 ( ) 2. 在 Spyder 編輯器工具列區，下列敘述何者錯誤？ (A) 開新檔案 (B) 開啟舊檔案 (C) 儲存所有檔案 (D) 播放檔案。 ( ) 3. 在 Python 程 式 語 言 中， 若 a = [1, 2, 3, 4, 5]， 則 print(min(a)) 結 果 為？ (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 5。 ( ) 4. 在 Python 程式語言中，若 a = 12，則 print(a**2) 結果為？ (A) 122 (B) 144 (C) 1212 (D) 以上皆否。 ( ) 5. 在 Python 程式語言中，若 a = 13，則 print(a % 5) 結果為？ (A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 以上皆否。 ( ) 6. 在 Python 程式語言中，若 a = 13，則 print(a >> 2) 結果為？ (A) 26 (B) 6 (C) 13 (D) 以上皆否。 ( ) 7. 在 Python 程式語言中，若 a = [1, 2, 3, 4, 5]，則 print(a[2] + a[3]) 結果為？

(A) 3 (B) 5 (C) 7 (D) 9。 ( ) 8. 在 Python 程式語言中，執行下列程式碼之 後，print 輸出為？ (A) 0 (B) 120 (C) 15 (D) 以上皆否。 ( ) 9. 同第 8 題程式碼，第 5 行程式碼實際將執行 幾次？ (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 5。 ( ) 10. 同第 8 題程式碼，執行後，變數 x 的值為？ B-1 B-2 p = 1 x = 5 while x >= 1: p = p * x x = x - 2 print(p) B-3

　

課後習題

( ) 11. 在 Python 程式語言中，執行下列程式碼之後，print 輸出為？ (A) 2 (B) 4 (C) 5 (D) 20。 def x(n): if (n <= 2): return 1 else: return x(n - 1) + x(n - 2) print(x(5)) ( ) 12. 在 Python 程式語言中，執行下列程式碼之後，print 輸出不可能為？ (A) 5 (B) 45 (C) 85 (D) 120。 import random for x in range(10): a = random.randint(1, 100) * 5 + 5 print(a) ( ) 13. 在 Python 程式語言中，執行下列程式碼之後，print 輸出不可能為？ (A) 27 (B) 54 (C) 72 (D) 100。 s = 0 for x in range(1, 10): for y in range(1, 10): s = s + 1 print(s) ( ) 14. 同第 13 題程式碼，總共輸出幾筆數值資料？ (A) 9 (B) 10 (C) 81 (D) 100。 ( ) 15. 同第 13 題程式碼，執行後，變數 x 的值為？ (A) 9 (B) 10 (C) 1 (D) 以上皆否。