Что такое цикл while python

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.

1. 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.
2. Теперь переменная i равна 1. Это меньше пяти, и тело цикла выполняется второй раз. В нем i меняется, ее новое значение 2.
3. Два меньше пяти. Тело цикла выполняется третий раз. Значение i становится равным трем.
4. Три меньше пяти. На этой итерации i присваивается 4.
5. 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

1. 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.
2. 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

Цикл while для начинающих

Цикл while — это конструкция, позволяющая выполнять блок кода до тех, пор пока условие в этой конструкции продолжает быть истиной. Отступы тут будут работать точно так же, как и при использовании оператора if — все, что сдвинуто на четыре пробела относительно ключевого слова while будет считаться телом цикла.

С английского языка while так и переводится — до тех пор, пока.

Для начинающих особенно важно понять все детали работы цикла, поэтому разберем программу, последовательно выводящую цифры от 1 до 3 , построчно:

i = 1
while i  3:
 
print(i)
 i += 1

• Задаем начальное значение переменной i , которая является так называемой переменной-счетчиком ;
• Объявляем условие — пока значение счетчика меньше или равно трем , код ниже будет выполняться. Конец условия обязательно обозначаем двоеточием;
• Выводим значение переменной i (единица, в данном случае). Обратите внимание, что Python определяет начало цикла, видя отступ в четыре пробела;
• Увеличиваем значение переменной i на единицу (которое становится равное двум). Два меньше трех? Значит Python выполнит еще одну итерацию цикла, и так необходимое количество раз, пока условие не перестанет быть истиной (значение переменной i будет меньше либо равно трем).

Нашу программу можно переписать и немного по-другому, используя оператор break

i = 1
while True:
 
print(i)
 
if i >= 3:
 
break
 i += 1

В принципе, все повторения и шаги цикла аналогичны первому варианту. Отличие лишь в том, что для завершения цикла мы используем оператор break , который завершает выполнение цикла. То есть, если переменная-счетчик станет больше либо равна 3 , цикл завершится. Оператор break полезен, если условие в while написать трудно, оно слишком громоздкое, либо перед завершением цикла нужна выполнить какие-либо дополнительные действия

Хотите выучить Python на практике?

Python: Цикл While

Программы, которые мы пишем на курсе, становятся сложнее и объемнее. Они еще далеки от реальных программ, хотя уже заставляют напрячься.

В этом уроке мы переходим к одной из самых сложных базовых тем в программировании — циклам.

Прикладные программы помогают управлять сотрудниками, финансами и могут развлекать. Несмотря на различия, они выполняют заложенные в них алгоритмы, которые похожи. Алгоритм — это последовательность действий, которая приводит к ожидаемому результату.

Представим, что у нас есть книга, и мы хотим найти в ней конкретную фразу. Саму фразу мы помним, но не знаем, на какой она странице. Нам придется последовательно просматривать страницы до тех пор, пока не найдем нужную. Этот процесс и называется алгоритмом.

Алгоритм включает логические проверки и перебор страниц. Количество страниц, которое придется посмотреть, заранее неизвестно. Но сам процесс просмотра повторяется одинаковым образом. Чтобы выполнять повторяющиеся действия, нужны циклы. Каждый повтор называется итерацией.

Напишем функцию с простым циклом, который будет n раз выводить на экран строку ‘Hello!’ :

def print_hello(n): counter = 0 while counter < n: print('Hello!') counter = counter + 1 print_hello(2) # =>Hello! # => Hello! 

Теперь проанализируем пример функции с циклом, который выводит на экран числа от одного до числа-аргумента:

print_numbers(3) # => 1 # => 2 # => 3 

Эту функцию невозможно реализовать уже изученными средствами, так как количество выводов на экран заранее неизвестно. А с циклами проблем не будет:

def print_numbers(last_number): # i сокращение от index (порядковый номер) # используется по общему соглашению во множестве языков # как счетчик цикла i = 1 while i 1 # => 2 # => 3 # => finished! 

Цикл while состоит из трех элементов:

• Ключевое слово while
• Предикат — условие, которое указывается после while и вычисляется на каждой итерации
• Блок кода — тело цикла

Каждое выполнение тела называется итерацией. В примере выше print_numbers(3) вызвал три итерации, на каждой из которых была выведена на экран переменная i . Конструкция читается так: «делать то, что указано в теле цикла, пока истинно условие i

Разберем работу этого кода для вызова print_numbers(3) :

# Инициализируется i i = 1 # Предикат возвращает true, поэтому выполняется тело цикла while 1  

def print_numbers(last_number): i = 1 # Этот цикл никогда не остановится # и будет печатать всегда одно значение while i  

while True: # Что-то делаем 

print_numbers(4) 

4
3
2
1
finished!

while условие: блок инструкций

i = 1 while i 
В этом примере переменная i внутри цикла изменяется от 1 до 10. Такая переменная, значение которой меняется с каждым новым проходом цикла, называется счетчиком. Заметим, что после выполнения этого фрагмента значение переменной i будет равно 11 , поскольку именно при i == 11 условие i 
Вот еще один пример использования цикла while для определения количества цифр натурального числа n :
5678
n = int(input()) length = 0 while n > 0: n //= 10 # это эквивалентно n = n // 10 length += 1 print(length)
В этом цикле мы отбрасываем по одной цифре числа, начиная с конца, что эквивалентно целочисленному делению на 10 ( n //= 10 ), при этом считаем в переменной length , сколько раз это было сделано.
В языке Питон есть и другой способ решения этой задачи: .
2. Инструкции управления циклом

После тела цикла можно написать слово else: и после него блок операций, который будет выполнен один раз после окончания цикла, когда проверяемое условие станет неверно:
i = 1 while i 
Казалось бы, никакого смысла в этом нет, ведь эту же инструкцию можно просто написать после окончания цикла. Смысл появляется только вместе с инструкцией break . Если во время выполнения Питон встречает инструкцию break внутри цикла, то он сразу же прекращает выполнение этого цикла и выходит из него. При этом ветка else исполняться не будет. Разумеется, инструкцию break осмыленно вызывать только внутри инструкции if , то есть она должна выполняться только при выполнении какого-то особенного условия.
Приведем пример программы, которая считывает числа до тех пор, пока не встретит отрицательное число. При появлении отрицательного числа программа завершается. В первом варианте последовательность чисел завершается числом 0 (при считывании которого надо остановиться).
3 6 -1 4 0
a = int(input()) while a != 0: if a < 0: print('Встретилось отрицательное число', a) break a = int(input()) else: print('Ни одного отрицательного числа не встретилось')
Во втором варианте программы сначала на вход подается количество элементов последовательности, а затем и сами элементы. В таком случае удобно воспользоваться циклом for . Цикл for также может иметь ветку else и содержать инструкции break внутри себя.
3 6 2 4
n = int(input()) for i in range(n): a = int(input()) if a < 0: print('Встретилось отрицательное число', a) break else: print('Ни одного отрицательного числа не встретилось')
Другая инструкция управления циклом — continue (продолжение цикла). Если эта инструкция встречается где-то посередине цикла, то пропускаются все оставшиеся инструкции до конца цикла, и исполнение цикла продолжается со следующей итерации.
Если инструкции break и continue содержатся внутри нескольких вложенных циклов, то они влияют лишь на исполнение самого внутреннего цикла. Вот не самый интеллектуальный пример, который это демонстрирует:
for i in range(3): for j in range(5): if j > i: break print(i, j)
Увлечение инструкциями break и continue не поощряется, если можно обойтись без их использования. Вот типичный пример плохого использования инструкции break (данный код считает количество знаков в числе).
n = int(input()) length = 0 while True: length += 1 n //= 10 if n == 0: break print('Длина числа равна', length)
Гораздо лучше переписать этот цикл так:
n = int(input()) length = 0 while n != 0: length += 1 n //= 10 print('Длина числа равна', length)
Впрочем, на Питоне можно предложить и более изящное решение:
n = int(input()) print('Длина числа равна', len(str(n)))
3. Множественное присваивание

В Питоне можно за одну инструкцию присваивания изменять значение сразу нескольких переменных. Делается это так:
a, b = 0, 1
Этот код можно записать и так:
a = 0 b = 1
Отличие двух способов состоит в том, что множественное присваивание в первом способе меняет значение двух переменных одновременно.
Если слева от знака «=» в множественном присваивании должны стоять через запятую имена переменных, то справа могут стоять произвольные выражения, разделённые запятыми. Главное, чтобы слева и справа от знака присваивания было одинаковое число элементов.
Множественное присваивание удобно использовать, когда нужно обменять значения двух переменных. В обычных языках программирования без использования специальных функций это делается так:
a = 1 b = 2 tmp = a a = b b = tmp print(a, b) # 2 1
В Питоне то же действие записывается в одну строчку:
a = 1 b = 2 a, b = b, a print(a, b) # 2 1


Похожие публикации:

Как вставить лобовое стекло на луаз видео
Как свернуть все окна в windows 10
Как удалить резервную копию whatsapp на android
Кондиционер баллу как включить тепло