For 迴圈與 range()

在 Python 中，for 迴圈是一個強大且常用的工具，允許我們遍歷序列（如列表、字串或元組）並對其中的每個元素進行操作。而當我們想要遍歷一個範圍內的數字時，range() 函數則是最常用的配合工具。

1. range() 函數介紹

range() 是 Python 中內建的一個函數，用來生成一系列的數字。它通常與 for 迴圈搭配使用，可以讓我們在指定的範圍內進行迭代。

range() 的基本使用方式

range() 函數有三種常見的用法：

1. range(stop)：從 0 開始生成到 stop - 1 為止的整數序列。
2. range(start, stop)：從 start 開始生成到 stop - 1 為止的整數序列。
3. range(start, stop, step)：從 start 開始生成到 stop - 1，每次間隔 step 數字的整數序列。

範例：

# range(stop)
for i in range(5):
    print(i)  # 輸出：0, 1, 2, 3, 4

在這個範例中，range(5) 生成了從 0 到 4 的數字序列，並將每個數字在迴圈中列印出來。

2. 使用 range() 的 for 迴圈範例

範例 1：指定範圍

如果我們想要從一個特定的數字開始迭代，可以指定 start 和 stop 參數。例如，我們可以從 3 開始，迭代到 7：

for i in range(3, 8):
    print(i)  # 輸出：3, 4, 5, 6, 7

在這個範例中，range(3, 8) 生成了從 3 到 7 的數字。

範例 2：指定步長（step）

有時我們不希望每次只遞增 1，可以指定 step 參數來控制每次的遞增或遞減量。例如，我們可以每次遞增 2：

for i in range(0, 10, 2):
    print(i)  # 輸出：0, 2, 4, 6, 8

這裡 range(0, 10, 2) 生成了 0 到 8，並且每次遞增 2 的數字。

範例 3：反向迭代

如果我們想要從一個較大的數字開始，並向下遞減，也可以使用 range() 函數並設置 step 為負數：

for i in range(10, 0, -1):
    print(i)  # 輸出：10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1

在這個範例中，range(10, 0, -1) 讓我們從 10 迭代到 1，每次遞減 1。

3. for 迴圈與 range() 的應用

範例 4：求和計算

我們可以使用 for 迴圈與 range() 來計算一個範圍內所有數字的總和。例如，計算從 1 到 10 的總和：

total = 0
for i in range(1, 11):
    total += i
print("總和為:", total)  # 輸出：總和為 55

這段程式碼利用 range(1, 11) 生成 1 到 10 的數字，然後將這些數字逐個相加，得到總和 55。

範例 5：生成列表

使用 for 迴圈和 range()，我們可以將結果存儲在一個列表中。以下範例展示了如何生成 1 到 10 的平方數：

squares = []
for i in range(1, 11):
    squares.append(i**2)
print(squares)  # 輸出：[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]

這裡我們使用 for 迴圈將每個數字的平方計算出來並加入列表。

4. 總結

for 迴圈與 range() 是 Python 中強大的組合，能夠讓我們輕鬆地遍歷範圍內的數字並執行操作。range() 提供了靈活的選項來定義起點、終點和步長，適用於各種計算和迭代場景。熟悉這個組合，能夠幫助我們在程式設計中解決很多實際問題。