Питон цикл вайл конспект
Обновлено: 06.07.2024
Цикл while (“пока”) позволяет выполнить одну и ту же последовательность действий, пока проверяемое условие истинно. Условие записывается до тела цикла и проверяется до выполнения тела цикла. Как правило, цикл while используется, когда невозможно определить точное значение количества проходов исполнения цикла.
Синтаксис цикла while в простейшем случае выглядит так:
При выполнении цикла while сначала проверяется условие. Если оно ложно, то выполнение цикла прекращается и управление передается на следующую инструкцию после тела цикла while . Если условие истинно, то выполняется инструкция, после чего условие проверяется снова и снова выполняется инструкция. Так продолжается до тех пор, пока условие будет истинно. Как только условие станет ложно, работа цикла завершится и управление передастся следующей инструкции после цикла.
Например, следующий фрагмент программы напечатает на экран квадраты всех целых чисел от 1 до 10. Видно, что цикл while может заменять цикл for . in range(. ) :
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 впервые перестанет выполняться.
Вот еще один пример использования цикла while для определения количества цифр натурального числа n :
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:
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).
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.
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:
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).
3. Множественное присваивание
В Питоне можно за одну инструкцию присваивания изменять значение сразу нескольких переменных. Делается это так:
Отличие двух способов состоит в том, что множественное присваивание в первом способе меняет значение двух переменных одновременно.
Множественное присваивание удобно использовать, когда нужно обменять значения двух переменных. В обычных языках программирования без использования специальных функций это делается так:
Цикл — это некий набор инструкций. Он выполняется до тех пор, пока его условие истинно. Давайте разберемся, как работает цикл while в Python.
Что такое цикл?
Циклы — фундаментальное понятие в программировании. Если вы новичок, то обязаны в них разобраться. Циклы могут помочь выполнять набор инструкций до тех пор, пока заданное условие истинно.
В Python есть два основных вида циклов:
Они очень похожи друг на друга. Но если вы хотите писать по-настоящему быстрый код, вам нужно научиться грамотно выбирать нужный цикл.
Цикл while
Суть работы цикла while очень проста. Работает он так: ваши инструкции выполняются, пока условие истинно.
Цикл while проверяет условие перед каждой итерацией цикла. Если возвращается True , то выполняется блок кода внутри цикла.
Прежде чем мы возьмемся за написание кода, взгляните на блок-схему. Работает цикл следующим образом:
А теперь напишем небольшую программу. Это простой цикл, выводящий в консоль числа от 1 до 10.
Как вы можете заметить, тело цикла выполняется, пока x меньше или равно 10. Если вы присвоите x значение 20, то цикл не запустится вообще.
Вывод будет следующим:
Цикл do-while
Есть две вариации цикла while . Первая — непосредственно сам while , вторая — do-while . Разница заключается в том, что do-while запустится хотя бы один раз.
Цикл while может не запуститься вообще, если условие не будет истинным изначально. Do-while — напротив. Тут сначала выполняется тело цикла, и только потом происходит проверка условия.
Цикл do-while реализован в большинстве языков программирования, но в Python такого оператора нет. Тем не менее, его можно с легкостью имитировать — например, с помощью функций.
Давайте напишем код, имитирующий цикл do-while . Все нужные инструкции мы поместим внутри функции.
Эта программа запускает run_commands() еще до цикла while . Но сам цикл while не запустится: x равен 20.
Оператор else
Если вы хотите выполнить блок кода, когда проверка условия возвращает False , — добавьте оператор else .
Добавим в наш код else . Внутри этого блока напишем код, который будет выводить в консоль Готово . Выполнится этот блок только после того, как в консоль выведутся числа от 1 до 10.
Эта программа выведет в консоль числа от 1 до 10. Как только x станет равно 11, результатом проверки условия будет False . После этого выполнится блок кода else .
Однострочное объявление while
Если внутри цикла while у вас только одна строка — можно воспользоваться однострочным вариантом. Делается это так:
Будьте осторожны — этот цикл бесконечный.
Бесконечные циклы
Если вы не будете осторожны, то можете случайно написать бесконечный цикл. Проверка условия бесконечного цикла всегда будет возвращать True . Пример бесконечного цикла:
Этот цикл — бесконечный. Внутри цикла нет команды, которая изменяет значение x . Поэтому условие x >= 1 всегда истинно. Именно из-за этого цикл будет запускаться бесконечное количество раз.
Всегда будьте внимательны, когда создаете цикл. Небольшая ошибка — и у вас бесконечный цикл, что в конечном итоге приведет к сбою в работе программы.
Управление циклом
С циклом разобрались. Наконец мы можем перейти к операторам его управления.
Когда вы начнете работать в реальных проектах, вы будете сталкиваться с разными ситуациями. Например, когда нужно добавить условие, выполнение которого завершит цикл или пропустит итерацию.
Break
Этот оператор позволяет завершить цикл, если проверка условия возвращает True .
Выполнение цикла прекращается, когда x становится равно 5 — даже если x больше или равно 1.
Continue
Допустим, вам нужно пропустить итерацию цикла, если выполняется какое-то условие. Но цикл вы не хотите завершать до тех пор, пока проверка его условия не вернет False .
В этом случае вам нужно использовать ключевое слово continue :
Как видите, цикл выводит в консоль все числа от 1 до 10 кроме 5. Когда x становится равен 5, оставшаяся часть команд не выполняется, а начинается следующая итерация цикла.
Английский для программистов
Наш телеграм канал с тестами по английскому языку для программистов. Английский это часть карьеры программиста. Поэтому полезно заняться им уже сейчас
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.
Циклы в языке Python представлены двумя основными конструкциями: while и for . Цикл while считается универсальным, в то время как for нужен для обхода последовательности поэлементно. Более подробную информацию о цикле for вы можете прочитать здесь .
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)
И в том и в другом случае, блок кода внутри (инструкция print(‘…’) ) будет исполнен тогда и только тогда, когда условие (a == 1) будет иметь значение True . Вот только в конструкции с if , при успешной проверке, вывод на экран будет выполнен всего один раз, а в случае с while фраза "I’m the loop" будет печататься бесконечно.
Такое явление называется бесконечным циклом . У них есть свои определенные смысл и польза, но их мы разберём чуть позже, поскольку чаще всего цикл всё-таки должен как-то заканчиваться. И вполне логично, что для его завершения нужно произвести определенные манипуляции с условием.
Переменная a , в примере выше, называется управляющей (или счетчик). При помощи таких переменных можно контролировать момент выхода из цикла. Для этого их следует сравнить с каким-либо значением.
В Python есть и более сложные, составные условия. Они могут быть сколь угодно длинными, а в их записи используются логические операторы ( not , and , or ):
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 control = True while num
Стоит иметь в виду, что использование неинициализированной переменной в качестве управляющей цикла обязательно приведёт к возникновению ошибки:
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:
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.
Существует похожий оператор под названием continue , однако он не прекращает выполнение всей конструкции, а прерывает лишь текущую итерацию, переходя затем в начало цикла:
Эти операторы бывают весьма удобны, однако плохой практикой считается написание кода, который чересчур ими перегружен.
В Python-циклах часть else выполняется лишь тогда, когда цикл отработал, не будучи прерван break -ом.
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:
- Если нужно производить какие-то действия с интервалом, и выходить из цикла лишь в том случае, когда внутри тела "зашито" условие выхода. Пример : функция, которая возвращает connection базы данных. Если связь с базой данных отсутствует, соединение будет пытаться (в цикле) установиться до тех пор, пока не установится.
- Если вы пишете полноценный демон, который продолжительное время висит как процесс в системе и периодически производит какие-то действия. В таком случае остановкой цикла будет прерывание работы программы. Пример : скрипт, который раз в 10 минут "пингует" IP адреса и пишет в лог отчет о доступности этих адресов.
💁♂️ 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!
Код был прерван комбинацией клавиш ^Ctrl + C . Иначе цикл продолжался бы бесконечно.
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
Вложенные while циклы встречаются не так часто, как их братья (или сестры) for , что, однако не мешает им быть полезными. Простой пример — выведем на экран таблицу умножения:
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
Нет никаких проблем с использованием вложенных циклов while , однако стоит иметь в виду, что вложения свыше третьего уровня будут уже практически нечитаемыми для человека.
Как выйти с помощью break из двух циклов
В случае вложенных циклов, оператор break завершает работу только того цикла, внутри которого он был вызван:
В Python не существует конструкций, которая прерывала бы сразу несколько циклов. Но есть как минимум 3 способа, которыми можно реализовать данное поведение:
Способ №1 Используем конструкцию for . else . :
Если все итерации вложенного цикла сработают, выполнится else , который скажет внешнему циклу продолжить выполнение. Если во внутреннем цикле сработает break , сразу выполнится второй break .
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 :
Цикл while в Python позволяет выполнять часть кода до тех пор, пока данное условие не вернет false. Он также известен как предварительно протестированный цикл.
Его можно рассматривать как повторяющийся оператор if. Когда мы не знаем количество итераций, наиболее эффективно использовать цикл while.
Синтаксис приведен ниже:
Здесь может быть как единичное утверждение, так и группа. Выражение должно быть любым допустимым выражением Python, приводящим к истинному или ложному результату. Истина – это любое ненулевое значение, а ложь – 0.
Блок-схема цикла while
Операторы контроля цикла
Мы можем изменить нормальную последовательность выполнения цикла while, используя оператор управления циклом. Когда выполнение цикла while завершается, все автоматические объекты, определенные в этой области видимости, уничтожаются. Python предлагает следующие операторы управления для использования в цикле while.
1. Оператор Continue – при обнаружении оператора continue управление передается в начало цикла. Давайте разберемся в следующем примере.
2. Оператор break – когда встречается оператор break, он выводит управление из цикла.
3. Оператор pass – используется для объявления пустого цикла. Он также используется для определения пустого класса, функции и оператора управления. Давайте разберемся в следующем примере.
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 становится ложным, цикл while никогда не завершается и превращается в бесконечный цикл while.
Любое ненулевое значение в цикле while указывает на условие “всегда истинное”, тогда как ноль указывает на условие “всегда ложное”. Такой подход полезен, если мы хотим, чтобы наша программа непрерывно работала в цикле без каких-либо помех.
Использование else с циклом while
Python позволяет нам также использовать оператор else с циклом while. Блок else выполняется, когда условие, указанное в инструкции while, становится ложным. Как и в случае цикла for, если цикл while прерывается с помощью оператора break, то блок else не будет выполняться, и будет выполнен оператор, присутствующий после блока else. Оператор else не является обязательным для использования с циклом while. Рассмотрим следующие примеры.
В приведенном выше коде, когда встретился оператор break, цикл while остановил свое выполнение и пропустил оператор else.
Читайте также: