歡迎來到程式設計結構：程式碼的基石！
哈囉，未來的電腦科學家們！你們即將進入程式設計中最重要的一個章節：結構（Constructs）。你可以把結構想像成編寫任何電腦程式所需的關鍵工具或成分，無論是簡單的計算機程式，還是複雜的電子遊戲，都離不開它們。
在本章中，我們將學習如何以邏輯方式組織指令。一旦你掌握了這三種結構，你就幾乎可以寫出任何想像得到的程式！別擔心，如果起初覺得有些困難，我們會一步一步地拆解每個概念。
三大核心程式設計結構
每個結構化程式都依賴三種基本方式來控制執行的流程：
- 順序（Sequence）（執行的順序）
- 選擇（Selection）（決策判斷）
- 迭代（Iteration）（重複執行/迴圈）
1. 順序：按部就班執行
順序是最簡單的結構，也是所有程式設計的基礎。
什麼是順序？
順序是指程式碼中的指令會嚴格按照它們出現的先後順序，一個接著一個地執行。
想像一下食譜： 你必須先切菜（步驟 1），*然後*才能把它們放進烤箱（步驟 2）。如果你弄亂了順序，食譜就會失敗！
順序在程式碼中是如何運作的
在程式設計中，順序通常涉及以下基本操作：
- 輸入資料（例如：詢問使用者的名字）
- 處理資料（例如：計算總分）
- 輸出資料（例如：顯示結果）
範例（偽代碼）：
1. INPUT score1
2. INPUT score2
3. CALCULATE total = score1 + score2
4. OUTPUT total
如果電腦試圖在第 1、2 步之前執行第 3 步，它就沒有所需的數值，程式就會崩潰。
快速複習：順序
重點總結： 順序是預設的路徑。每條指令都精確地執行一次，由上而下。
2. 選擇：作出決策 (IF...THEN...ELSE)
如果程式每次都做同樣的事，那它就不會太實用。選擇結構讓程式能根據是否符合特定條件，來選擇不同的執行路徑。
條件與布林邏輯的角色
選擇依賴於條件（Condition），這是一個結果只能是「真」（True）或「假」（False）的語句。這種「真/假」的結果被稱為布林（Boolean）值。
類比： 當你起床時，你會看看窗外。條件： 現在在下雨嗎？（真或假）。
比較運算子
為了檢查條件，我們使用比較運算子：
- \(=\) 或 \(==\) ：等於（用於比較兩件事物是否相同）
- \(\ne\) 或 \(<>\) ：不等於
- \(>\) ：大於
- \(<\) ：小於
- \(\ge\) ：大於或等於
- \(\le\) ：小於或等於
記憶小撇步： 把大於/小於符號想像成一隻飢餓的鱷魚；它總是想吃掉比較大的那個數字！
IF...THEN...ELSE 結構
選擇結構最常見的形式是 IF...THEN...ELSE 語句。
結構：
IF [條件為 TRUE] THEN
// 如果符合條件，執行此區塊
ELSE
// 如果不符合條件，執行此區塊
END IF
範例（偽代碼）：
INPUT age
IF age >= 18 THEN
OUTPUT "你是成年人。"
ELSE
OUTPUT "你是未成年人。"
END IF
巢狀選擇
有時候，我們需要在另一個決策*之內*再做決策。這稱為巢狀選擇（Nested selection）。
範例： 如果正在下雨，那麼檢查你是否有雨傘。如果有，就帶上它。否則就穿雨衣。
Case/Switch 語句
對於根據單一變數可能有多種結果的情況（例如從選單中選擇一個選項），使用 CASE 或 SWITCH 會比多個 IF...ELSE IF... 語句看起來整潔許多。
範例（偽代碼）：
INPUT choice
CASE OF choice
1: OUTPUT "你選擇了選項 A"
2: OUTPUT "你選擇了選項 B"
OTHERWISE: OUTPUT "無效的選擇"
END CASE
快速複習：選擇
選擇結構使用布林條件（真/假）來決定執行哪些指令。關鍵結構包括 IF...THEN...ELSE 和 CASE。
3. 迭代：重複指令 (迴圈)
如果你需要電腦執行同一個任務幾百次甚至幾千次怎麼辦？重複寫指令會很冗長且容易出錯。這時就是迭代（Iteration），也就是迴圈（Loop），派上用場的時候了！
迭代能節省時間，讓程式碼更簡潔，它是程式設計中最強大的工具之一。
類型 1：計數控制迴圈 (FOR 迴圈)
當你在迴圈開始前，就能明確知道需要重複多少次時，就會使用計數控制迴圈。
偽代碼範例： FOR...TO...NEXT
FOR count = 1 TO 10
OUTPUT "Hello"
NEXT count
這段程式碼會準確地印出 "Hello" 10 次。變數 count 控制著迴圈，並會自動增加（遞增），直到達到結束值（10）。
類型 2：條件控制迴圈
條件控制迴圈會無限期地運行，直到特定條件變為真或假為止。我們事先並不知道它會運行多少次。
類比： 跑步直到你聽到鈴聲響起。你不知道需要跑多久，只知道當滿足條件（聽到鈴聲）時就停止。
a) WHILE 迴圈（在開頭檢查條件）
WHILE 迴圈在執行迴圈內的指令之前會先檢查條件。如果條件一開始就是假的，迴圈內的程式碼就永遠不會執行。
偽代碼範例：
SET password = "Secret"
INPUT guess
WHILE guess != password
OUTPUT "再試一次。"
INPUT guess
END WHILE
OUTPUT "存取成功。"
迴圈會持續執行，只要（while）猜測不正確。
常見錯誤：無限迴圈！
如果 WHILE 迴圈內的條件永遠不會改變以使其變為假，迴圈就會永遠運行下去，導致程式崩潰或凍結。請務必確保迴圈內有東西會改變條件！
b) REPEAT UNTIL 迴圈（在結尾檢查條件）
REPEAT UNTIL 迴圈會在檢查條件前，先執行指令至少一次。迴圈會持續重複，直到（until）條件變為真。
偽代碼範例：
REPEAT
INPUT user_input
UNTIL user_input >= 0
OUTPUT "輸入了有效的正數。"
在這個範例中，程式至少必須要求輸入一次，即使使用者立即輸入了正數。
你知道嗎？(WHILE 與 REPEAT UNTIL 的差別)
關鍵差異在於，如果條件一開始就是假的，WHILE 迴圈可能會執行 0 次，而 REPEAT UNTIL 迴圈則至少會執行 1 次。
快速複習：迭代
迭代能有效地重複指令。
1. 計數控制 (FOR)： 已知重複次數。
2. 條件控制 (WHILE/REPEAT)： 當滿足特定條件時停止。
程式設計結構最終總結
你現在已經掌握了結構化程式設計的三大支柱。你遇到的每一個程式，無論使用什麼語言（Python、Java 等），都離不開這三種結構：
- 順序： 直線式執行。做 A，然後做 B，最後做 C。（必要步驟。）
- 選擇： 根據條件（真/假）選擇路徑。（決策點。）
- 迭代： 重複一系列指令，直到滿足條件或達到計數。（效率與重複。）
做得好！理解這些概念，讓你準備好編寫強大且具邏輯性的演算法了！