Цикл for
Цикл for в языке программирования Python предназначен для перебора элементов структур данных и других составных объектов. Это не цикл со счетчиком, каковым является for во многих других языках.
Что значит перебор элементов? Например, у нас есть список, состоящий из ряда элементов. Сначала берем из него первый элемент, затем второй, потом третий и так далее. С каждым элементом мы выполняем одни и те же действия в теле for . Нам не надо извлекать элементы по их индексам, заботиться, на каком из них список заканчивается, и следующая итерация бессмысленна. Цикл for сам переберет и определит конец.
>>> spisok = [10, 40, 20, 30] >>> for element in spisok: . print(element + 2) . 12 42 22 32
После ключевого слова for используется переменная под именем element . Имя здесь может быть любым. Нередко используют i . На каждой итерации цикла for ей будет присвоен очередной элемент из списка spisok . Так при первой прокрутке цикла идентификатор element связан с числом 10, на второй – с числом 40, и так далее. Когда элементы в spisok заканчиваются, цикл for завершает свою работу.
С английского «for» переводится как «для», «in» как «в». Перевести конструкцию с языка программирования на человеческий можно так: для каждого элемента в списке делать следующее (то, что в теле цикла).
В примере мы увеличивали каждый элемент на 2 и выводили его на экран. При этом сам список конечно же не изменялся:
>>> spisok [10, 40, 20, 30]
Нигде не шла речь о перезаписи его элементов, они просто извлекались и использовались. Однако бывает необходимо изменить сам список, например, изменить значение каждого элемента в нем или только определенных, удовлетворяющих определенному условию. И тут без переменной, обозначающей индекс элемента, случаев не обойтись:
>>> i = 0 >>> for element in spisok: . spisok[i] = element + 2 . i += 1 . >>> spisok [12, 42, 22, 32]
Но если мы вынуждены использовать счетчик, то выгода от использования цикла for не очевидна. Если знать длину списка, то почему бы не воспользоваться while . Длину можно измерить с помощью встроенной в Python функции len() .
>>> i = 0 >>> while i < len(spisok): . spisok[i] = spisok[i] + 2 # или spisok[i] += 2 . i = i + 1 # или i += 1 . >>> spisok [14, 44, 24, 34]
Кроме того, с циклом while мы избавились от переменной element .
Функция range()
Теперь пришло время познакомиться со встроенной в Python функцией range() . «Range» переводится как «диапазон». Она может принимать один, два или три аргумента. Их назначение такое же как у функции randrange() из модуля random . Если задан только один, то генерируются числа от 0 до указанного числа, не включая его. Если заданы два, то числа генерируются от первого до второго, не включая его. Если заданы три, то третье число – это шаг.
Однако, в отличие от randrange() , функция range() генерирует не одно случайное число в указанном диапазоне. Она вообще не генерирует случайные числа. Она генерирует последовательность чисел в указанном диапазоне. Так, range(5, 11) сгенерирует последовательность 5, 6, 7, 8, 9, 10. Однако это будет не структура данных типа «список». Функция range() производит объекты своего класса – диапазоны:
>>> a = range(-10, 10) >>> a range(-10, 10) >>> type(a)
Несмотря на то, что мы не видим последовательности чисел, она есть, и мы можем обращаться к ее элементам:
>>> a[0] -10 >>> a[5] -5 >>> a[15] 5 >>> a[-1] 9
Хотя изменять их нельзя, так как, в отличие от списков, объекты range() относятся к группе неизменяемых:
>>> a[10] = 100 Traceback (most recent call last): File "", line 1, in TypeError: 'range' object does not support item assignment
Цикл for и range()
Итак, зачем нам понадобилась функций range() в теме про цикл for ? Дело в том, что вместе они образуют неплохой тандем. For как цикл перебора элементов, в отличие от while , позволяет не следить за тем, достигнут ли конец структуры. Не надо вводить счетчик для этого, изменять его и проверять условие в заголовке. С другой стороны, range() дает последовательность целых чисел, которые можно использовать как индексы для элементов того же списка.
>>> range(len(spisok)) range(0, 4)
Здесь с помощью функции len() измеряется длина списка. В данном случае она равна четырем. После этого число 4 передается в функцию range() , и она генерирует последовательность чисел от 0 до 3 включительно. Это как раз индексы элементов нашего списка.
Теперь «соединим» for и range() :
>>> spisok = [14, 44, 24, 34] >>> for i in range(len(spisok)): . spisok[i] += 2 . >>> spisok [16, 46, 26, 36]
Еще раз обратим внимание, в заголовке цикла for берутся элементы вовсе не списка, а объекта range .
Практическая работа
- Заполните список случайными числами. Используйте в коде цикл for, функции range() и randint() .
- Если объект range (диапазон) передать встроенной в Python функции list() , то она преобразует его к списку. Создайте таким образом список с элементами от 0 до 100 и шагом 17.
- В заданном списке, состоящем из положительных и отрицательных чисел, посчитайте количество отрицательных элементов. Выведите результат на экран.
- Напишите программу, которая заполняет список пятью словами, введенными с клавиатуры, измеряет длину каждого слова и добавляет полученное значение в другой список. Например, список слов – [‘yes’, ‘no’, ‘maybe’, ‘ok’, ‘what’], список длин – [3, 2, 5, 2, 4]. Оба списка должны выводиться на экран.
Примеры решения и дополнительные уроки в pdf-версии курса
X Скрыть Наверх
Python. Введение в программирование
Как посчитать количество запусков цикла в Python?
Хотелось бы выводить общее количество сделанных попыток после каждого неверного ответа.
Не могу понять, для это нужно добавить отдельный цикл for? Мне кажется, есть другой вариант попроще.
import random the_number=random.randint(1,10) guess=int(input("Guess a number from 1 up to 10:")) while guess!=the_number: if guess>the_number: print(guess,"The number is high. Try again.") if guess- Вопрос задан более трёх лет назад
- 3904 просмотра
Комментировать
Решения вопроса 2
Владимир Куц @fox_12 Куратор тега Python
Расставляю биты, управляю заряженными частицами
. count = 0 while guess!=the_number: count += 1 . И поправьте форматирование в своем коде
Ответ написан более трёх лет назад
Комментировать
Нравится 5 Комментировать
Никита Михайлов @Psixodelik
Преподаватель на Hexlet
Форматируйте код, пожалуйста
Создайте переменную-счётчик. После каждого неверного ответа просто увеличивайте её на единицу
Циклы в программировании. Цикл while
Циклы являются такой же важной частью структурного программирования, как условные операторы. С помощью циклов можно организовать повторение выполнения участков кода. Потребность в этом возникает довольно часто. Например, пользователь последовательно вводит числа, и каждое из них требуется добавлять к общей сумме. Или нужно вывести на экран квадраты ряда натуральных чисел и тому подобные задачи.
Цикл while
"While" переводится с английского как "пока". Но не в смысле "до свидания", а в смысле "пока имеем это, делаем то".
Можно сказать, while является универсальным циклом. Он присутствует во всех языках, поддерживающих структурное программирование, в том числе в Python. Его синтаксис обобщенно для всех языков можно выразить так:
while логическое_выражение
Это похоже на условный оператор if . Однако в случае циклических операторов их тела могут выполняться далеко не один раз. В случае if , если логическое выражение в заголовке возвращает истину, то тело выполняется единожды. После этого поток выполнения программы возвращается в основную ветку и выполняет следующие выражения, расположенные ниже всей конструкции условного оператора.
В случае while , после того как его тело выполнено, поток возвращается к заголовку цикла и снова проверяет условие. Если логическое выражение возвращает истину, то тело снова выполняется. Потом снова возвращаемся к заголовку и так далее.
Цикл завершает свою работу только тогда, когда логическое выражение в заголовке возвращает ложь, то есть условие выполнения цикла больше не соблюдается. После этого поток выполнения перемещается к выражениям, расположенным ниже всего цикла. Говорят, "происходит выход из цикла".
Рассмотрите блок-схему цикла while .
На ней ярко-голубыми прямоугольниками обозначена основная ветка программы, ромбом – заголовок цикла с логическим выражением, бирюзовым прямоугольником – тело цикла.
С циклом while возможны две исключительные ситуации:
- Если при первом заходе в цикл логическое выражение возвращает False , то тело цикла не выполняется ни разу. Эту ситуацию можно считать нормальной, так как при определенных условиях логика программы может предполагать отсутствие необходимости в выполнении выражений тела цикла.
- Если логическое выражение в заголовке while никогда не возвращает False , а всегда остается равным True , то цикл никогда не завершится, если только в его теле нет оператора принудительного выхода из цикла ( break ) или вызовов функций выхода из программы – quit() , exit() в случае Python. Если цикл повторяется и повторяется бесконечное количество раз, то в программе происходит зацикливание. В это время она зависает и самостоятельно завершиться не может.
Вспомним наш пример из урока про исключения. Пользователь должен ввести целое число. Поскольку функция input() возвращает строку, то программный код должен преобразовать введенное к целочисленному типу с помощью функции int() . Однако, если были введены символы, не являющиеся цифрами, то возникает исключение ValueError , которое обрабатывается веткой except . На этом программа завершается.
Другими словами, если бы программа предполагала дальнейшие действия с числом (например, проверку на четность), а она его не получила, то единственное, что программа могла сделать, это закончить свою работу досрочно.
Но ведь можно просить и просить пользователя корректно вести число, пока он его не введет. Вот как может выглядеть реализующий это код:
n = input("Введите целое число: ") while type(n) != int: try: n = int(n) except ValueError: print("Неправильно ввели!") n = input("Введите целое число: ") if n % 2 == 0: print("Четное") else: print("Нечетное")
Примечание 1. Не забываем, в языке программирования Python в конце заголовков сложных инструкций ставится двоеточие.
Примечание 2. В выражении type(n) != int с помощью функции type() проверяется тип переменной n . Если он не равен int , то есть значение n не является целым числом, а является в данном случае строкой, то выражение возвращает истину. Если же тип n равен int , то данное логическое выражение возвращает ложь.
Примечание 3. Оператор % в языке Python используется для нахождения остатка от деления. Так, если число четное, то оно без остатка делится на 2, то есть остаток будет равен нулю. Если число нечетное, то остаток будет равен единице.
Проследим алгоритм выполнения этого кода. Пользователь вводит данные, они имеют строковый тип и присваиваются переменной n . В заголовке while проверяется тип n . При первом входе в цикл тип n всегда строковый, то есть он не равен int . Следовательно, логическое выражение возвращает истину, что позволяет зайти в тело цикла.
Здесь в ветке try совершается попытка преобразования строки к целочисленному типу. Если она была удачной, то ветка except пропускается, и поток выполнения снова возвращается к заголовку while .
Теперь n связана с целым числом, следовательно, ее тип int , который не может быть не равен int . Он ему равен. Таким образом логическое выражение type(n) != int возвращает False , и весь цикл завершает свою работу. Далее поток выполнения переходит к оператору if-else, находящемуся в основной ветке программы. Здесь могло бы находиться что угодно, не обязательно условный оператор.
Вернемся назад. Если в теле try попытка преобразования к числу была неудачной, и было выброшено исключение ValueError , то поток выполнения программы отправляется в ветку except и выполняет находящиеся здесь выражения, последнее из которых просит пользователя снова ввести данные. Переменная n теперь имеет новое значение.
После завершения except снова проверяется логическое выражение в заголовке цикла. Оно даст True , так как значение n по-прежнему строка.
Выход из цикла возможен только тогда, когда значение n будет успешно конвертировано в число.
Рассмотрим следующий пример:
total = 100 i = 0 while i 5: n = int(input()) total = total - n i = i + 1 print("Осталось", total)
Сколько раз "прокрутится" цикл в этой программе, то есть сколько итераций он сделает? Ответ: 5.
- Сначала переменная i равна 0. В заголовке цикла проверяется условие i < 5 , и оно истинно. Тело цикла выполняется. В нем меняется значение i , путем добавления к нему единицы.
- Теперь переменная i равна 1. Это меньше пяти, и тело цикла выполняется второй раз. В нем i меняется, ее новое значение 2.
- Два меньше пяти. Тело цикла выполняется третий раз. Значение i становится равным трем.
- Три меньше пяти. На этой итерации i присваивается 4.
- Четыре по прежнему меньше пяти. К i добавляется единица, и теперь ее значение равно пяти.
"Смысловая нагрузка" данного цикла – это последовательное вычитание из переменной total вводимых чисел. Переменная i в данном случае играет только роль счетчика итераций цикла. В других языках программирования для таких случаев предусмотрен цикл for , который так и называется: "цикл со счетчиком". Его преимущество заключается в том, что в теле цикла не надо изменять переменную-счетчик, ее значение меняется автоматически в заголовке for .
В языке Python тоже есть цикл for . Но это не цикл со счетчиком. В Питоне он предназначен для перебора элементов последовательностей и других сложных объектов. Данный цикл и последовательности будут изучены в последующих уроках.
Для while наличие счетчика не обязательно. Представим, что надо вводить числа, пока переменная total больше нуля. Тогда код будет выглядеть так:
total = 100 while total > 0: n = int(input()) total = total - n print("Ресурс исчерпан")
Сколько раз здесь выполнится цикл? Неизвестно, все зависит от вводимых значений. Поэтому у цикла со счетчиком известно количество итераций, а у цикла без счетчика – нет.
Самое главное для цикла while – чтобы в его теле происходили изменения значений переменных, которые проверяются в его заголовке, и чтобы хоть когда-нибудь наступил случай, когда логическое выражение в заголовке возвращает False . Иначе произойдет зацикливание.
Примечание 1. Не обязательно в выражениях total = total - n и i = i + 1 повторять одну и ту же переменную. В Python допустим сокращенный способ записи подобных выражений: total -= n и i += 1 .
Примечание 2. При использовании счетчика он не обязательно должен увеличиваться на единицу, а может изменяться в любую сторону на любое значение. Например, если надо вывести числа кратные пяти от 100 до 0, то изменение счетчика будет таким i = i - 5 , или i -= 5 .
Примечание 3. Для счетчика не обязательно использовать переменную с идентификатором i . Можно назвать переменную-счетчик как угодно. Однако так принято в программировании, что счетчики обозначают именами i и j (иногда одновременно требуются два счетчика).
Практическая работа
- Измените последний код из урока так, чтобы переменная total не могла уйти в минус. Например, после предыдущих вычитаний ее значение стало равным 25. Пользователь вводит число 30. Однако программа не выполняет вычитание, а выводит сообщение о недопустимости операции, после чего осуществляет выход из цикла.
- Используя цикл while , выведите на экран для числа 2 его степени от 0 до 20. Возведение в степень в Python обозначается как ** . Фрагмент вывода:
. 32 64 128 256 512 1024 .
Примеры решения и дополнительные уроки в pdf-версии курса
X Скрыть Наверх
Python. Введение в программирование
Программирование в "Эврике"
В цикле с условием while цикл выполняется, пока истинно задающее его условие. Поэтому этот цикл также иногда называют циклом "пока". Часто цикл while используется, когда невозможно заранее предсказать, сколько раз необходимо выполнить тело цикла. В повседневной жизни цикл while можно встретить в алгоритмах, вроде "Пока в пределах видимости есть машины, стоять на месте" или "Пока в ящике есть детали, достать деталь из ящика".
В следующей программе цикл while используется подобно циклу for для вывода на экран всех чисел от 1 до 10:
i=1 while iВ этой программе переменной i присваивается значение 1. Затем начинается цикл (ключевое слово while ) с проверяемым условием i
Как только проверяемое условие станет ложно (это произойдет, когда переменная i станет равна 11), цикл завершит работу и управление будет передано следующей инструкции после блока цикла. Поэтому после завершения цикла переменная i будет иметь значение 11.
В общем виде синтаксис цикла с условием в языке Питон такой:
while условие: инструкция 1 инструкция 2 . инструкция n
- Условие, определяющее, будет ли выполняться тело цикла. Это условие записывается после слова while и может быть произвольным арифметическим выражением, в котором должен быть хотя бы один из операторов == , != , < , >, = и могут использоваться логические операторы and , or , not . После условия ставится двоеточие.
- Тело цикла, состоящее из одной или нескольких инструкций, записанных с отступом одинаковой величины.
- Инструкции, изменяющие значения переменных, входящих в проверяемое условие. В рассмотренном примере это инструкция i=i+1 . Если бы этой инструкции не было, то значение переменной i не менялось бы и проверяемое условие всегда было бы истинным, что привело бы к бесконечному циклу. Для прерывания работы программы, попавшей в бесконечный цикл, используется комбинация клавиш Ctrl+C .
n=input("Введите натуральное число") i=0 while 2**iВ этом примере переменная i внутри цикла увеличивается на 1, пока значение 2**i не превосходит n . После окончания цикла величина 2**i будет больше n , и соответствующее значение i будет напечатано на экране. Внутри цикла могут быть различные другие инструкции, в том числе инструкции if , while и for . В этом случае говорят о вложенных циклах, или об условной инструкции, вложенной в цикл. Тело вложенного цикла выделяется от цикла, в который оно вложено, большей величиной отступа. Рассмотрим два примера. В первом примере программа печатает на экран все натуральные делители данного натурального числа n . Для этого используется цикл, в котором переменная i меняется от 1 до n , а внутри цикла проверяется условие, и если остаток от деления n на i равен 0, то печатается значение i :
n=input("Введите число, для которого необходимо вывести делители") i=1 while iВ следующем примере на экран печатается таблица умножения всех однозначных чисел. Для этого организовано два цикла: в одном переменная i меняется от 1 до 9, внутри этого цикла (то есть при каждом новом значении i ) переменная j также меняется от 1 до 9. В блоке вложенного цикла на экран печатаются значения переменных i , j и их произведение:
i=1 while i for i in range(1,10): for j in range(1,10): print i, "*", j, " heading">Инструкции управления цикломВ циклах
whileиforможно использовать две инструкции, управляющие циклом.Инструкция
breakпрерывает выполнение цикла. Управление передается на следующую инструкцию после тела цикла.Инструкция
continueпрерывает текущую итерацию цикла. Все инструкции после инструкцииcontinueдо конца блока цикла пропускаются. В циклеforпеременной, которая меняется в цикле, присваивается следующее значение из списка и цикл продолжает выполняться с новым значением переменной. В циклеwhileпроверяется условие, заданное в цикле и если оно истинно, то цикл продолжает выполняться с начала блока цикла.Например, допустим, что нам необходимо перебрать в цикле все натуральные числа, меньшие
nи не делящиеся на 3. Для этого можно перебрать все числа, проверить их остаток от деления на 3, и если число делится на 3, выполнить инструкциюcontinue, которая пропустит оставшиеся до конца цикла инструкции и перейдет к следующему числу:for in range(n): if i%3==0: continue print i # а далее выполняем прочие необходимые действияИнструкции break и continue следует использовать только внутри условных инструкций. Безусловные инструкции break и continue , как правило, бессмысленны. Также в циклах while и for можно указать else -блок после основного блока цикла. else -блок в циклах выполняется один раз после завершения работы цикла, но только в случае, если цикл не был прерван инструкцией break . Поясним это на программе, которая по введенному целому числу n>1 определяет, является ли оно простым или составным.
n=input("Введите целое число, больше 1 ") # 1 Считали число n for d in range(2, n): # 2 d меняется от 2 до n-1 if n % d == 0: # 3 Проверка: n делится на d? print n, "имеет делитель", d # 4 break # 5 Завершаем цикл for else: # 6 Это else-блок цикла print n, "простое число" # 7Поясним эту программу. После ввода с клавиатуры числа n в программе организовывается цикл по переменной d , принимающей значения от 2 до n-1 (строка 2). Далее в теле цикла проверяется, является ли d делителем n (строка 3). Если является делителем, то на экран выводится соответствующее сообщение (строка 4) и при помощи инструкции break завершается выполнение цикла (строка 5). После тела цикла for идет else -блок. То, что инструкция else (строка 6) относится к циклу for (строка 2), а не к инструкции if (строка 3), определяется по величине отступа перед инструкцией else : отступ перед ней такой же, как и перед инструкцией for . Поэтому если цикл не был прерван инструкцией break , то есть для числа n не будет найден нетривиальный делитель, то будет выполнен else -блок, то есть на экран будет напечатано сообщение о том, что n — простое число (строка 7).