一起玩Python程式：新手寫程式也可以這麼簡單！

課程檢視、回顧與統整

張傑帆

National Taiwan University

目錄

• 學習目標
• 迴圈複習 (Week 6)
• 清單複習 (Week 7)
• 整合練習 1
• 休息時間
• 字典複習 (Week 8)
• 函式複習 (Week 9)
• 整合練習 2
• 運算思維總整理

學習目標

今天我們要當程式設計的建築師，整合前四週的學習成果！

複習重點

• 迴圈 (while/for) 的靈活運用
• 清單 (List) 的完整操作
• 字典 (Dictionary) 的進階應用
• 函式 (Function) 的設計思維

整合能力

• 將不同概念組合運用
• 建立程式設計的系統思維
• 完成中期綜合專題

準備好回顧並超越自己了嗎？

Let's Review & Integrate!

第一階段

迴圈與容器的回顧

讓我們先回顧 Week 6 和 Week 7 的核心概念！

迴圈複習：重複的魔法

While 迴圈 - 條件式重複

概念回顧：當條件為 True 時持續執行

# 基本結構
counter = 0
while counter < 5:
    print(f"第 {counter + 1} 次執行")
    counter += 1

常見應用場景：

• 遊戲主循環 (持續運行直到結束)
• 使用者輸入驗證 (重複要求直到正確)
• 搜尋任務 (找到目標才停止)

For 迴圈 - 次數式重複

概念回顧：遍歷序列中的每個元素

# range() 用法
for i in range(5):  # 0, 1, 2, 3, 4
    print(f"數字: {i}")

# 遍歷清單
fruits = ["蘋果", "香蕉", "橘子"]
for fruit in fruits:
    print(f"我喜歡吃{fruit}")

常見應用場景：

• 處理清單中的每個項目
• 執行固定次數的操作
• 製作倒數計時器

迴圈控制：break 與 continue

# break 範例：找到目標就停止
for num in range(1, 11):
    if num == 5:
        print("找到 5 了！")
        break
    print(num)

# continue 範例：跳過偶數
for num in range(1, 6):
    if num % 2 == 0:
        continue
    print(f"奇數: {num}")

List複習：資料容器的魔法

List基本操作回顧

# 建立List
inventory = ["劍", "盾", "藥水"]

# 新增項目
inventory.append("弓箭")        # 加在最後
inventory.insert(1, "頭盔")     # 插入指定位置

# 刪除項目
inventory.remove("藥水")        # 刪除指定項目
last_item = inventory.pop()    # 取出最後一個

# 修改項目
inventory[0] = "神劍"

print(inventory)

List常用方法整理表

# 實用範例
scores = [85, 92, 78, 95, 88]

print(f"最高分: {max(scores)}")
print(f"平均分: {sum(scores) / len(scores)}")
print(f"90分以上: {[s for s in scores if s >= 90]}")

清單切片：靈活取值

items = ["A", "B", "C", "D", "E", "F"]

print(items[1:4])      # ['B', 'C', 'D']
print(items[:3])       # ['A', 'B', 'C']
print(items[3:])       # ['D', 'E', 'F']
print(items[::2])      # ['A', 'C', 'E']  每2個取1個
print(items[::-1])     # ['F', 'E', 'D', 'C', 'B', 'A']  反轉

實用技巧：

• [start:end:step] - start 包含，end 不包含
• 省略 start 表示從頭開始
• 省略 end 表示到結尾
• step 為負數表示反向

小練習 1：迴圈與清單整合

任務：打造一個寶物管理系統

需求：

1. 建立一個寶物清單
2. 使用迴圈顯示所有寶物 (附編號)
3. 讓使用者選擇要移除的寶物
4. 使用 while 迴圈重複直到使用者選擇離開

# 提示程式碼框架
treasures = ["金幣", "寶石", "魔法書", "鑽石", "古董"]

while True:
    print("\n=== 寶物清單 ===")
    # TODO: 用 for 迴圈顯示所有寶物及編號
    
    choice = input("\n請選擇操作 (1-移除, 0-離開): ")
    
    if choice == "0":
        break
    elif choice == "1":
        # TODO: 讓使用者選擇要移除哪個寶物
        pass
    
print("系統已關閉！")

練習 1 參考解答

treasures = ["金幣", "寶石", "魔法書", "鑽石", "古董"]

while True:
    print("\n=== 寶物清單 ===")
    for i, treasure in enumerate(treasures, 1):
        print(f"{i}. {treasure}")
    
    choice = input("\n請選擇操作 (1-移除, 0-離開): ")
    
    if choice == "0":
        print("感謝使用！")
        break
    elif choice == "1":
        if len(treasures) == 0:
            print("清單已空！")
            continue
        
        index = int(input(f"請輸入要移除的編號(1-{len(treasures)}): ")) - 1
        if 0 <= index < len(treasures):
            removed = treasures.pop(index)
            print(f"已移除: {removed}")
        else:
            print("無效的編號！")
    else:
        print("無效的選擇！")

休息時間

放鬆一下，準備迎接後半場！

思考問題：

• 你能想出迴圈和清單的3個組合應用嗎？
• 生活中有哪些情境適合用清單管理？

小提示：待會我們要學習更強大的字典和函式！

第二階段

字典與函式的回顧

讓我們複習 Week 8 和 Week 9 的進階概念！

Dict複習：鍵值對的奧秘

為什麼需要Dict？

List的限制：只能用數字索引

student_list = ["小明", 85, "台北"]  # 不直觀

Dict的優勢：用有意義的鍵值來存取

student = {
    "name": "小明",
    "score": 85,
    "city": "台北"
}
print(student["name"])  # 清楚明瞭

字典基本操作回顧

# 建立字典
player = {
    "name": "勇者",
    "hp": 100,
    "mp": 50,
    "level": 5
}

# 存取值
print(player["name"])           # 勇者
print(player.get("exp", 0))    # 0 (不存在時回傳預設值)

# 新增/修改
player["weapon"] = "神劍"       # 新增
player["hp"] = 120              # 修改

# 刪除
del player["mp"]                # 刪除 mp
gold = player.pop("gold", 0)   # 取出 gold (不存在回傳 0)

字典常用方法整理表

# 遍歷字典
player = {"name": "勇者", "hp": 100, "level": 5}

# 遍歷鍵
for key in player.keys():
    print(key)

# 遍歷值
for value in player.values():
    print(value)

# 遍歷鍵值對
for key, value in player.items():
    print(f"{key}: {value}")

字典的進階應用：巢狀結構

# 遊戲背包系統
backpack = {
    "武器": {
        "劍": {"數量": 2, "攻擊": 50},
        "弓": {"數量": 1, "攻擊": 40}
    },
    "道具": {
        "藥水": {"數量": 5, "效果": "回復HP"},
        "解毒劑": {"數量": 3, "效果": "解除中毒"}
    }
}

# 存取巢狀資料
print(backpack["武器"]["劍"]["攻擊"])  # 50

# 修改數量
backpack["道具"]["藥水"]["數量"] -= 1

# 新增物品
backpack["武器"]["斧頭"] = {"數量": 1, "攻擊": 60}

函式複習：程式積木的藝術

為什麼需要函式？

沒有函式的程式碼：重複、難維護

# 計算攻擊傷害 (重複3次)
damage1 = 50 * 1.5 - 10
damage2 = 40 * 1.5 - 10
damage3 = 60 * 1.5 - 10

使用函式的程式碼：簡潔、可重用

def calculate_damage(attack, defense):
    return attack * 1.5 - defense

damage1 = calculate_damage(50, 10)
damage2 = calculate_damage(40, 10)
damage3 = calculate_damage(60, 10)

函式基本結構回顧

# 基本函式定義
def function_name(parameter1, parameter2):
    """函式說明文件"""
    # 函式內容
    result = parameter1 + parameter2
    return result

# 呼叫函式
output = function_name(5, 3)

函式的四個要素：

1. 函式名稱：描述功能的動詞
2. 參數 (Parameters)：輸入的資料
3. 函式體：處理邏輯
4. 回傳值 (Return)：輸出的結果

參數的多種用法

# 1. 位置參數 (必填)
def greet(name, age):
    print(f"{name} 今年 {age} 歲")

greet("小明", 15)

# 2. 預設參數 (選填)
def power_up(attack, bonus=10):
    return attack + bonus

print(power_up(50))      # 60
print(power_up(50, 20))  # 70

# 3. 關鍵字參數 (明確指定)
def create_player(name, hp, mp):
    return {"name": name, "hp": hp, "mp": mp}

player = create_player(name="法師", mp=100, hp=80)

# 4. 不定數量參數
def sum_all(*numbers):
    return sum(numbers)

print(sum_all(1, 2, 3, 4, 5))  # 15

變數作用域：區域與全域

# 全域變數
game_title = "冒險王國"

def show_status():
    # 區域變數
    player_hp = 100
    print(f"遊戲: {game_title}")
    print(f"HP: {player_hp}")

show_status()
# print(player_hp)  # 錯誤！區域變數在外部無法存取

# 修改全域變數需要 global 關鍵字
level = 1

def level_up():
    global level
    level += 1
    print(f"升級到 Lv.{level}")

level_up()

重點整理：

• 區域變數：只在函式內有效
• 全域變數：在整個程式都有效
• 優先使用區域變數 (避免干擾)

小練習 2：字典與函式整合

任務：打造一個角色管理系統

需求：

1. 使用字典儲存多個角色的資訊
2. 設計函式來新增、顯示、升級角色
3. 整合清單與迴圈來管理多個角色

# 提示程式碼框架
characters = []

def add_character(name, job, hp, mp):
    """新增角色"""
    # TODO: 建立角色字典並加入 characters
    pass

def show_all_characters():
    """顯示所有角色"""
    # TODO: 用迴圈顯示所有角色資訊
    pass

def level_up_character(index):
    """角色升級"""
    # TODO: 提升指定角色的屬性
    pass

# 測試程式碼
add_character("戰士", "戰士", 150, 30)
add_character("法師", "法師", 80, 120)
show_all_characters()

練習 2 參考解答

characters = []

def add_character(name, job, hp, mp):
    """新增角色到清單"""
    character = {
        "name": name,
        "job": job,
        "hp": hp,
        "mp": mp,
        "level": 1
    }
    characters.append(character)
    print(f" 角色 {name} 已建立！")

def show_all_characters():
    """顯示所有角色資訊"""
    if not characters:
        print("目前沒有角色！")
        return
    
    print("\n=== 角色列表 ===")
    for i, char in enumerate(characters, 1):
        print(f"{i}. {char['name']} ({char['job']}) - Lv.{char['level']}")
        print(f"   HP: {char['hp']} | MP: {char['mp']}")

def level_up_character(index):
    """角色升級：提升屬性"""
    if 0 <= index < len(characters):
        char = characters[index]
        char["level"] += 1
        char["hp"] += 20
        char["mp"] += 10
        print(f" {char['name']} 升級到 Lv.{char['level']}！")
    else:
        print(" 無效的角色編號！")

# 測試程式碼
add_character("亞瑟", "戰士", 150, 30)
add_character("梅林", "法師", 80, 120)
add_character("蘿賓", "弓手", 100, 60)
show_all_characters()
level_up_character(0)
show_all_characters()

運算思維總整理

問題分解 (Decomposition)

將複雜問題拆解成小步驟

• 範例：角色系統 = 新增 + 顯示 + 升級 + 刪除

模式識別 (Pattern Recognition)

找出問題中的共同模式

• 範例：所有角色都有 name, hp, mp → 用字典結構

抽象化 (Abstraction)

聚焦核心概念，忽略細節

• 範例：函式封裝細節，呼叫時只需知道輸入輸出

演算法設計 (Algorithm Design)

設計解決問題的步驟流程

• 範例：升級流程 → 檢查索引 → 取出角色 → 修改屬性 → 顯示結果

本週總結

你已經掌握了

Week 6-7 基礎：

• While 迴圈：條件式重複
• For 迴圈：遍歷式重複
• 清單：資料的有序集合
• 切片：靈活擷取資料

Week 8-9 進階：

• 字典：鍵值對資料結構
• 函式：功能封裝與重用
• 參數：資料傳遞機制
• 作用域：變數生命週期

整合能力：

• 組合不同資料結構解決問題
• 用函式組織程式邏輯
• 建立系統化的思維模式

學習進度檢核表

概念	理解程度	需要加強
While 迴圈		條件設計
For 迴圈		巢狀迴圈
清單操作		切片應用
字典操作		巢狀字典
函式設計		參數設計
整合應用		系統思維

自我評估問題：

1. 我能獨立設計迴圈邏輯嗎？
2. 我能靈活運用清單和字典嗎？
3. 我能將功能封裝成函式嗎？
4. 我能組合這些概念解決實際問題嗎？

最後的話

恭喜你完成了前半學期的學習！

你已經從完全不會寫程式，到現在能夠：

• 用迴圈處理重複任務
• 用清單管理大量資料
• 用字典組織複雜資訊
• 用函式建立可重用的程式模組

這些是所有程式語言的核心概念！

接下來的課程，我們會學習：

• 更進階的函式設計
• 檔案讀寫
• 錯誤處理
• 物件導向程式設計

程式設計就像學樂器/騎自行車/游泳，需要不斷練習！
每天寫一點程式，你會越來越厲害！

感謝大家的參與！

下週見！Keep Coding!