Как зациклить действие в python
Введение в Python
Поиск
Новое на сайте
Циклы в Python
Часто возникают ситуации, в которых вам необходимо выполнить блок кода несколько раз. Как правило, команды выполняются одна вслед за другой, но существуют способы зациклить код. Во многих языках программирования для этой цели используются инструкции циклов. В Python существуют следующют два типа цикличных выражений:
Цикл while в Python:
Инструкция while в Python повторяет указанный блок кода до тех пор, пока указанное в цикле условие будет оставаться истинным.
Цикл while в Python записывается следующим образом:
При этом выражением может быть как одна так и несколько инструкций. Условием может быть любое истинное или ненулевое значение. Выражение будет повторяться, пока условие будет истинным.
Когда условие становится ложным интерпретатор переводит выполнение программы на строку, следующую за циклом. Рассмотрим следующий пример цикла while в Python:
Запустив код, вы увидите следующий результат:
Бесконечный цикл:
Цикл while становится бесконечным в случае, когда условие цикла никогда не становится ложным. Примером задачи для реализации которой необходим бесконечный цикл может быть, например, создание программы «Часы», которая бесконечно будет обновлять и отображать время. Однако, часто бесконечный цикл является ошибкой начинающего программиста, который забыл добавить изменение условия цикла. Например:
Цикл for в Python:
Цикл for в Python обладает способностью переберать элементы любого комплексного типа данных (например, строки или списка). В Python цикл for обладает следующим синтаксисом:
Переменной item присваивается значение первого элемента sequence, после чего выполняется statement. Затем переменной item присваивается следующее по порядку значение и так далее до тех пор, пока не будут перебраны все элементы sequence. Например:
Запустив код выше получим:
Перебор комплексных типов данных по индексам:
Другой способ прохода циклом for по комплексным типам данных является проход по индексам. Как вы помните, любой элемент последовательности можно получить по его индексу. Для генерации списка индексов воспользуемся встроенной функцией range(). Например:
В результате программа напечатает перечень дней недели.
Команда break в Python:
Команда break в Python прекращает выполнение цикла и переводит выполнение программы на строку следующую после цикла.
Команда break работает как в цикле while та и в цикле for. Например:
Цикл while в Python
Из этого материала вы узнаете, что такое циклы while, как они могут становиться бесконечными, как использовать инструкцию else в цикле while и как прерывать исполнение цикла.
Управление потоком инструкций: цикл While в Python
Как и другие языки программирования Python включает несколько инструкций для управления потоком. Одна из таких — if else. Еще одна — циклы. Циклы используются в тех случаях, когда нужно повторить блок кода определенное количество раз.
Что такое цикл while в Python?
Цикл while используется в Python для неоднократного исполнения определенной инструкции до тех пор, пока заданное условие остается истинным. Этот цикл позволяет программе перебирать блок кода.
Сначала программа оценивает условие цикла while. Если оно истинное, начинается цикл, и тело while исполняется. Тело будет исполняться до тех пор, пока условие остается истинным. Если оно становится ложным, программа выходит из цикла и прекращает исполнение тела.
Рассмотрим пример, чтобы лучше понять.
Бесконечный цикл while в Python
Бесконечный цикл while — это цикл, в котором условие никогда не становится ложным. Это значит, что тело исполняется снова и снова, а цикл никогда не заканчивается.
Следующий пример — бесконечный цикл:
Else в цикле while
Этот пример демонстрирует принцип работы else в цикле while.
Прерывания цикла while в Python
В Python есть два ключевых слова, с помощью которых можно преждевременно остановить итерацию цикла.
Как работает цикл «while» в Python
И спользование циклов предоставляет программисту возможность многократного исполнения определенного участка кода. Это один из основных рабочих инструментов любого разработчика, и практически ни одна из существующих программ не обходится без него.
Так или иначе, обе конструкции одинаково применимы и являются важнейшими элементами любого высокоуровневого языка, в том числе и языка Python.
Немного информатики
Как было отмечено выше,
Цикл — это управляющая конструкция, которая раз за разом выполняет серию команд (тело цикла) до тех пор, пока условие для выполнения является истинным.
Напишем на псевдокоде классическую схему:
повторять, пока условие начало цикла последовательность инструкций конец цикла
Конструкция начинает свою работу с проверки условия, и, если оно истинно, запускается цикл. На каждой новой итерации (единичный проход по циклу) условие продолжения проверяется вновь. Таким образом, последовательность инструкций будет исполняться до тех пор, пока это условие, наконец, не окажется ложным.
Циклы, как механизм программирования, нужны, главным образом, для упрощения написания кода. Вполне очевидно, что создавать программу, выполняющую определённую операцию для каждой точки 4К дисплея в отсутствии циклов — это вручную повторять описание нужной команды 4096*2160 раз. 🤔 Много? Безусловно.
Применение в этой задаче всего одного цикла позволит сократить длину кода, как минимум, на 6 порядков. А если представить, что ту же самую программу нужно переписать для 8К монитора, то, вместо изменения всего одной инструкции в счетчике цикла, вам придётся дописывать ещё пару десятков миллионов строк кода, что является попросту недопустимым по своей величине и трудозатратам объёмом.
Польза циклов ясна и очевидна. Обладая мощной выразительностью и ёмкой натурой, они, без сомнений, являются одним из фундаментальных конструктов высокоуровневого программирования. Каждому разработчику необходимо знать и понимать принципы их работы.
Синтаксис цикла while
В самом простом случае, цикл while в python очень похож по своей структуре на условную конструкцию с if :
import time a = 1 if a == 1: print(«I’m the condition») while a == 1: print(«I’m the loop») time.sleep(1)
count = 1 # фиксируем начальное значение while count 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
dayoff = False sunrise = 6 sunset = 18 worktime = 12 # пример составного условия while not dayoff and sunrise You have 6 hours to work You have 5 hours to work You have 4 hours to work You have 3 hours to work You have 2 hours to work You have 1 hours to work Finally it’s over!
Как можно заметить, управляющая переменная вовсе не обязана являться счётчиком. Она может быть просто логической переменной, чье значение изменяется где-то в самом цикле:
num = 0 contol = True while num
Стоит иметь в виду, что использование неинициализированной переменной в качестве управляющей цикла обязательно приведёт к возникновению ошибки:
# unknown до этого нигде не была объявлена while unknown: print(‘+’) > Traceback (most recent call last): while unknown: NameError: name ‘unknown’ is not defined
Несколько примеров использования цикла while
Идея циклов while проста: требуется определенное количество раз сделать что-то? Заведи счётчик и уменьшай/увеличивай его в теле цикла.
x = 20 y = 30 while x 20 23 26 29
Своеобразным счётчиком может быть даже строка:
word = «pythonchik» while word: print(word, end=» «) # на каждой итерации убираем символ с конца word = word[:-1] > pythonchik pythonchi pythonch pythonc python pytho pyth pyt py p
break и continue
Оператор break заставляет интерпретатор прервать выполнение цикла и перейти к следующей за ним инструкции:
counter = 0 while True: if counter == 10: break counter += 1
Цикл прервётся после того, как значение счетчика дойдёт до десяти.
Эти операторы бывают весьма удобны, однако плохой практикой считается написание кода, который чересчур ими перегружен.
В реальной практике, else в циклах применяется нечасто. Такая конструкция отлично сработает, когда будет необходимо проверить факт выполнения всех итераций цикла.
👉 Пример из практики : проверка доступности всех выбранных узлов сети
Например, обойти все узлы локальной сети и
В каком-либо другом языке стоило бы завести булеву переменную, в которой хранится результат проверки, но у Python, как всегда, есть способ получше!
while true или бесконечный цикл
В большинстве случаев, бесконечные циклы появляются из-за логических ошибок программиста (например, когда условие цикла while при любых вариантах равно True ). Поэтому следует внимательно следить за условием, при котором цикл будет завершаться.
Однако вы некоторых случая бесконечный цикл делают намерено:
💁♂️ Совет : в бесконечных циклах рекомендуется ставить таймаут выполнения после каждой итерации, иначе вы очень сильно нагрузите CPU :
import time while True: print(«Бесконечный цикл») time.sleep(1) > Бесконечный цикл Бесконечный цикл Бесконечный цикл Traceback (most recent call last): File «main.py», line 5, in time.sleep(1) KeyboardInterrupt Aborted!
Best practice
Цикл while в одну строку
Для составных конструкций (таких, где нужен блок с отступом), можно этот отступ убрать, но только если в блоке используются простые операторы. Отделяются они всё также двоеточием.
будут считаться эквивалентными, и при чтении второй из них интерпретатор не будет выдавать ошибку.
Вложенные циклы
q = 1 while q 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2 4 6 8 10 12 14 16 18 3 6 9 12 15 18 21 24 27 4 8 12 16 20 24 28 32 36 5 10 15 20 25 30 35 40 45 6 12 18 24 30 36 42 48 54 7 14 21 28 35 42 49 56 63 8 16 24 32 40 48 56 64 72 9 18 27 36 45 54 63 72 81
Как выйти с помощью break из двух циклов
В случае вложенных циклов, оператор break завершает работу только того цикла, внутри которого он был вызван:
i = 100 j = 200 while i J 200 J 201 J 202 # здесь видно, что внутренний цикл прерывается, но внешний продолжает работу I 100 I 101 I 102 I 103 I 104
В Python не существует конструкций, которая прерывала бы сразу несколько циклов. Но есть как минимум 3 способа, которыми можно реализовать данное поведение:
Способ №2 Через создание дополнительного флага:
Внешний цикл был прерван вслед за внутренним. Дело сделано!
Способ №3 Если циклы находятся в функции (как в нашем примере), достаточно просто сделать return :
Циклы
Выполнение программ, написанных на любом языке программирования, по умолчанию является последовательным. Иногда нам может понадобиться изменить выполнение программы. Выполнение определенного кода может потребоваться повторить несколько раз.
Для этого в языках программирования предусмотрены различные типы циклов, которые способны повторять определенный код несколько раз. Чтобы понять принцип работы оператора цикла, рассмотрим следующую схему.
Для чего нужны циклы в python?
Циклы упрощают сложные задачи до простых. Он позволяет нам изменить поток программы таким образом, что вместо того, чтобы писать один и тот же код снова и снова, мы можем повторять его конечное число раз. Например, если нам нужно вывести первые 10 натуральных чисел, то вместо того, чтобы использовать оператор print 10 раз, мы можем вывести их внутри цикла, который выполняется до 10 итераций.
Преимущества циклов
В Python преимущества циклов, как и в других язвках программирования, заключаются в следующем:
В Python существуют следующие операторы циклов.
| Оператор цикла | Описание |
|---|---|
| for | Цикл for используется в том случае, когда необходимо выполнить некоторую часть кода до тех пор, пока не будет выполнено заданное условие. Цикл for также называют циклом c предусловием. Лучше использовать цикл for, если количество итераций известно заранее. |
| while | Цикл while используется в сценарии, когда мы не знаем заранее количество итераций. Блок операторов в цикле while выполняется до тех пор, пока не будет выполнено условие, указанное в цикле while. Его также называют циклом с предварительной проверкой условия. |
| do-while | Цикл do-while продолжается до тех пор, пока не будет выполнено заданное условие. Его также называют циклом с пстусловием. Он используется, когда необходимо выполнить цикл хотя бы один раз. |
Цикл for в Python
Цикл for в Python используется для многократного повторения операторов или части программы. Он часто используется для обхода структур данных, таких как список, кортеж или словарь.
Синтаксис цикла for в python приведен ниже.
Цикл For с использованием последовательности
Пример 1: Итерация строки с помощью цикла for
Пример 2: Программа для печати таблицы заданного числа.
Пример 3: Программа для печати суммы заданного списка.
Цикл For с использованием функции range()
Функция range()
Рассмотрим следующие примеры:
Пример 1: Программа для печати чисел по порядку.
Пример 2: Программа для печати таблицы заданного числа.
Пример 3: Программа для печати четного числа с использованием размера шага в range().
Вложенный цикл for в python
Python позволяет нам вложить любое количество циклов for внутрь цикла for. Внутренний цикл выполняется n раз за каждую итерацию внешнего цикла. Синтаксис приведен ниже.
Пример 1: Вложенный цикл for
Пример 2: Программа для печати пирамиды чисел.
Использование оператора else в цикле for
Цикл for полностью исчерпал себя, так как нет прерывания.
Цикл был прерван, благодаря оператору break.
Цикл while в Python
Цикл while позволяет выполнять часть кода до тех пор, пока заданное условие не станет ложным. Он также известен как цикл с предварительной проверкой условия.
Синтаксис приведен ниже.
Операторы управления циклом
Мы можем изменить обычную последовательность выполнения цикла while с помощью оператора управления циклом. Когда выполнение цикла while завершается, все автоматические объекты, определенные в этой области видимости, уничтожаются. Python предлагает следующие управляющие операторы для использования в цикле while.
Пример 1: Программа для печати от 1 до 10 с использованием цикла while
Пример 2: Программа для печати таблицы заданных чисел.
Бесконечный цикл while
Если условие, заданное в цикле while, никогда не станет ложным, то цикл while никогда не завершится, и он превратится в бесконечный цикл while.
Любое ненулевое значение в цикле while указывает на всегда истинное состояние, в то время как ноль указывает на всегда ложное состояние. Такой подход полезен, если мы хотим, чтобы наша программа непрерывно выполнялась в цикле без каких-либо помех.
Использование else в цикле while
Программа для печати чисел Фибоначчи до заданного предела
Оператор прерывания в Python
Прерывание обычно используется в тех случаях, когда нам нужно прервать цикл при заданном условии.
Синтаксис прерывания приведен ниже.
Пример: оператор break с циклом while
Оператор continue в Python
Оператор continue в Python используется для возврата управления программой в начало цикла. Оператор continue пропускает оставшиеся строки кода внутри цикла и начинает следующую итерацию. В основном он используется для определенного условия внутри цикла, чтобы мы могли пропустить определенный код для конкретного условия.
Рассмотрим следующие примеры.
Давайте посмотрим на другой пример:
Оператор pass в python
Оператор pass является нулевым оператором (null operation), поскольку при его выполнении ничего не происходит. Он используется в тех случаях, когда оператор синтаксически необходим, но мы не хотим использовать вместо него какой-либо исполняемый оператор.
Например, он может быть использован при переопределении метода родительского класса в подклассе, но мы не хотим давать его конкретную реализацию в подклассе.
Pass также используется в тех случаях, когда код будет записан где-то, но еще не записан в программном файле. Рассмотрим следующий пример.
Python цикл Do While
В Python нет цикла do while. Но мы можем создать подобную программу.
Цикл do while используется для проверки условия после выполнения оператора. Он похож на цикл while, но выполняется хотя бы один раз.
Общий синтаксис цикла Do While (не отностится к python)
Python циклы
Важной частью структурного программированию помимо операторов условий считаются циклы. Они помогают автоматизировать последовательные задачи в программе, а именно: повторить выполнение определенных участков кода. Такая необходимость возникает достаточно часто, когда нужно сделать что-нибудь много раз, тем самым, циклы упрощают эту задачу.
Понятие циклов
В нашей жизни мы достаточно часто сталкиваемся с цикличными задачами, к ним можно отнести любые списки, будь-то: продукты, задачи на день, запланированные экзамены. И действительно, когда мы приходим в магазин, то покупаем все, что есть в нашем списке, не останавливаясь, пока не сделаем этого.
В программировании циклы позволяют повторять некоторое действие в зависимости от соблюдения заданного условия. Таким образом организуется исполнение многократной последовательности инструкций.
Есть еще несколько важных понятий, которые нужно знать:
Python позволяет также создавать вложенные циклы. Так, сначала программа запустит внешний и в первой его итерации перейдет во вложенный. Затем она снова вернется к началу внешнего и снова вызовет внутренний. Это будет происходить до тех пор, пока последовательность не завершится или не прервется. Такие циклы полезны в том случае, если нужно перебрать определенное количество элементов в списке.
В Python есть только два цикла: for и while. Первый используется по большей мере в тех случаях, когда нужно написать многоуровневую программу с множеством условий.
Цикл «for»
Цикл for в Python 3 выполняет написанный код повторно согласно введенной переменной или счетчику. Он используется только тогда, когда необходимо совершить перебор элементов заранее известное число раз. Что это значит? У нас имеется список, сначала из него берется первый элемент, потом – второй и так далее, но с каждым из них совершается действие, которое указано в теле for. Примерно это выглядит так:
For может содержать данные разных типов: цифры, слова и пр. Рассмотрим пример:
На экране после запуска появится такая запись:
Для упрощения часто используется функция range(), или диапазон. В циклах она указывает на необходимое количество повторов последовательности, уточняя, какие именно элементы из списка for, нам необходимы в данный момент. В скобках может быть указано от одного до трех чисел:
Рассмотрим пример. Теоретически вы можете записать так:
Но это слишком затратно, особенно если чисел слишком много, поэтому лучше сделать так, используя указанный выше range():
И в первом, и во втором случае на экране появится такая последовательность:
Цикл «while»
While с английского языка переводится, как «до тех пор, как». Это достаточно универсальный цикл, он немного похож на условие if, но его код выполняется не один раз. Его условие записывается до тела цикла. После того, как оно выполнено первый раз, программа возвращается к заголовку и снова повторяет все действия. Этот процесс заканчивается тогда, когда условие цикла больше не может быть соблюдено, иными словами перестает быть истинным. Тем, что заранее неизвестно количество проверок, он отличается от предыдущего цикла for. Кстати, еще его называют циклом с предусловием.
Запись цикла while в Python выглядит так:
Приведем пример использования этого цикла:
Здесь переменной присваивается значение 0, после чего начинается цикл, в котором проверяется условие, чтобы число было меньше 6. В теле цикла также содержится две инструкции: первая выводит само число на экран, а вторая увеличивает его значение на два. Цикл, таким образом, выполняется, пока условие продолжает быть истинным. На экране перед вами появится следующая последовательность чисел:
Обычно в ней есть смысл, только если указана инструкция break, но программа работает и без последней. Посмотрим на код:
Переменная – 3, задается условие, что пока она меньше 7, нужно выводить ее и выражение «меньше 7», затем прибавлять к ней 1. В тех случаях, когда она уже становится равной 7, то в ход пойдет условие, указанное в else, и на экране появится, что переменная не меньше 7. В результате выполнения этого кода мы увидим:
Инструкции break и continue
Оператор break используется для выхода из цикла Python — прерывает его досрочно. Так, если во время выполнения кода, программа натыкается на break, то она сразу прекращает цикл и выходит из него, минуя else. Это необходимо, например, если при выполнении инструкций была обнаружена ошибка, и дальнейшая работа бессмысленна. Посмотрим на пример его применения:
Его реализация будет выглядеть так:
После этого выполнение программы будет прервано.
Другая инструкция, которая может менять цикл, — это continue. Если она указана внутри кода, то все оставшиеся инструкции до конца цикла пропускаются и начинается следующая итерация.
В целом, не следует слишком увлекаться использованием этих инструкций.
Цикл с постусловием
Во многих других языках программирования существуют циклы с постусловием, обычно они описываются так:
Цикл while может стать циклом с постусловием, тогда его примерный вид будет таким:
Так получается, что сначала дается тело цикла, а потом задается условие.
Бесконечные циклы
Бесконечными циклами в программировании называются те, в которых условие выхода их них не выполняется.
Цикл while становится бесконечным, когда его условие не может быть ложным. Например, при помощи него можно реализовать программу «Часы», которая бесконечно отображает время.
Примером реализации в Python бесконечного цикла будет такой код:
Очевидно, что заданная переменная всегда останется цифрой 3, поскольку никак не задано ее увеличение, поэтому на экране просто будет появляться слово «Привет».
Зачастую цикл не должен быть бесконечным, поскольку это причина неустойчивой работы программы. Для того чтобы выйти из него, нужно нажать комбинацию клавиш: CTRL+C. При этом программы, из которых нет выхода, также существуют. К ним относятся: операционные системы, прошивки микроконтроллеров.
Вложенные циклы
Рассмотрим вложенные циклы в Python. Для реализации можно использовать как вложенные for, так и while.
Про них мы уже писали выше. Здесь же хочется привести пару примеров использования. Они очень часто используются при обработке двухмерных списков.
Вот пример создания двумерного списка и вывода его на экран с помощью print.
Нельзя с помощью одного break в Python выйти сразу из двух циклов. В этом случае нужно во внешнем цикле создать условие следующим образом.
Здесь приведен пример использования в Python цикла в цикле. Оба бесконечны. Все будет выполняться бесконечно, до тех пор, пока функция doSomething не вернет True. После этого поочередно сработают break во внешнем и во внутреннем циклах.
Заключение
Как правило, команды в коде выполняются последовательно: одна за другой. Именно поэтому, когда есть необходимость выполнить тело кода несколько раз, используются циклы. Циклы для Python очень значимы, именно они делают повторение простым, логичным и очень понятным.