M5　流程控制

1為甚麼需要迴圈 Why loops

M4 的練習要列出全店的標籤，寫了這樣一行：

all_tags = (set(catalog[0]["tags"]) | set(catalog[1]["tags"]) | set(catalog[2]["tags"])
            | set(catalog[3]["tags"]) | set(catalog[4]["tags"]))

它有兩個問題：書多了，這行就要一直加長；書的數目變了，這行就會出錯（少寫一本，或者寫了一本不存在的）。我們真正想說的是：「對每一本書，取出它的標籤」。這就是迴圈要做的事。

flowchart TD
    S([開始]) --> N{"還有下一本書嗎？"}
    N -->|有| T["book ＝ 下一本"]
    T --> C{"book 缺貨嗎？"}
    C -->|是| A["記下書名"]
    C -->|否| N
    A --> N
    N -->|沒有| E([結束])
    classDef q fill:#ffffff,stroke:#d3d1cb,color:#37352f
    classDef s fill:#f1f1ef,stroke:#d3d1cb,color:#37352f
    class N,C q
    class T,A,S,E s

2if：按條件做事 Conditions

stock = 0

if stock > 5:
    print("充足")
elif stock > 0:
    print("少量")
else:
    print("缺貨")

Python 由上而下檢查條件，執行第一個成立的那一段，其餘的跳過。elif（else if 的縮寫）和 else 都可以不寫。

條件可以用 and、or、not 組合：

book = {"title": "看得見的資料", "price": 120, "stock": 3}

book["stock"] > 0 and book["price"] < 150     # True：有貨，而且低於 150 元
not book["stock"] > 0                         # False

3for：逐項走過 Loops

先像 M4 練習那樣讀入 catalog.yaml，這一節叫它 books：一個 list，裏面有 4 本書的 dict。

books = yaml.safe_load(Path("catalog.yaml").read_text(encoding="utf-8"))

total = 0
for book in books:
    total = total + book["price"] * book["stock"]

total     # 1135：全店庫存的總值

for book in books: 的意思是：把 books 裏的每一項輪流交給 book 這個名字，每一輪執行一次縮排了的那段程式。第一輪 book 是第一本書，第二輪是第二本，如此類推。

迴圈前先設 total = 0，迴圈裏每一輪在原本的值上加，這是最常見的累加寫法。total = total + x 也可以簡寫成 total += x。

走過 dict 時，for key in d 拿到的是鍵；要同時拿到鍵和值，用 items()。要編號，用 enumerate()。這兩個每一輪都交出一對值，for key, value in ... 就把這一對拆開，分別交給兩個名字：

for key, value in books[0].items():
    print(key, value)                 # title 看得見的資料 ／ price 120 ／ stock 3 ／ tags [...] ／ author {...}

for i, book in enumerate(books, start=1):
    print(i, book["title"])           # 1 看得見的資料 ／ 2 給初學者的 Python …

4在迴圈裏篩選 Filtering in a loop

for 加 if，就能只處理符合條件的項目：

out_of_stock = []
for book in books:
    if book["stock"] == 0:
        out_of_stock.append(book["title"])

out_of_stock     # ['給初學者的 Python']

這個「先準備一個空的 list，符合條件的就 append 進去」的模式，用得非常多，所以 Python 有一個更短的寫法。

5comprehension：一行寫完的迴圈 Comprehensions

上面那四行，可以寫成一行：

out_of_stock = [book["title"] for book in books if book["stock"] == 0]

這叫 comprehension（推導式）。它和迴圈的對應是一一的：

讀一個 comprehension 時，先讀中間的 for，再讀後面的 if，最後才讀最前面那個值：「對 books 裏每一本 book，如果缺貨，取它的 title」。

不篩選也可以，只是把每一項變換一下：

[book["price"] * 0.9 for book in books]           # [108.0, 162.0, 85.5, 135.0]：九折價
{book["title"]: book["stock"] for book in books}  # 書名 → 庫存的 dict

6走訪巢狀資料 Looping through nested data

M4 的目錄裏，每本書有一串標籤。要走到每一個標籤，就要兩層迴圈：外層走過每本書，內層走過這本書的每個標籤。

counts = {}
for book in catalog:
    for tag in book["tags"]:
        counts[tag] = counts.get(tag, 0) + 1

counts    # {'python': 2, 'json': 2, 'yaml': 2, '入門': 2, '設定檔': 1, '圖解': 1}

counts.get(tag, 0) + 1：這個標籤之前數過就在原數上加一，第一次見到就由 0 開始。這是用 dict 計數的標準寫法。

7回看 M3、M4 的練習 Revisiting M3 and M4

M4：全店的標籤。 五個 set(...) 變成一行，書再多也不用改：

all_tags = {tag for book in catalog for tag in book["tags"]}

兩個 for 的次序和兩層迴圈一樣：外層在前，內層在後。（catalog.yaml 本身有 4 本書、6 個標籤；M4 練習裏加了一本新書，所以是 7 個。）

M3：新書總值。 原本要逐本書寫一行轉換，再人手跳過庫存未填的那本。用迴圈，規則只寫一次（M3 練習裏這份資料叫 books，這裏改叫 new_arrivals，免得和上面書店目錄的 books 混淆）：

total = 0
missing = []
for book in new_arrivals:
    if book["stock"] is None:
        missing.append(book["title"])
        continue                      # 跳過這一本，進入下一輪
    total += float(book["price"]) * int(book["stock"])

total, missing     # (927.0, ['表格與我'])：和 M3 的答案一樣

continue 的意思是「這一輪到此為止，直接進入下一輪」。

8容易混淆 Easily confused

9動手：書店日報 Hands-on: the bookshop's daily report

1. 下載 m5-daily-report.ipynb、orders.yaml，以及 M4 的 catalog.yaml，放進 python-course 資料夾；
2. 執行 uv run jupyter lab，打開 notebook，逐格執行。

小書店今天收到幾張訂單，每張訂單有幾本書。你要用迴圈和條件算出每張訂單的金額、找出訂了缺貨書的訂單、統計每本書賣出多少本，最後寫成一份簡單的日報。