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
Синтаксис и возможности цикла for Python
Циклы python — for и while представляют собой операторы языка программирования, то есть операторы итерации, которые позволяют повторять код определенное количество раз.
Синтаксис цикла For
Как уже упоминалось ранее, цикл for в Python является итератором, основанным на цикле. Он проходит по элементам list и tuple, строкам, ключам словаря и другим итерируемым объектам.
В Python цикл начинается с ключевого слова for , за которым следует произвольное имя переменной, которое будет хранить значения следующего объекта последовательности. Общий синтаксис for. in в python выглядит следующим образом:
for in : else:
Элементы «последовательности» перебираются один за другим «переменной» цикла; если быть точным, переменная указывает на элементы. Для каждого элемента выполняется «действие».
Пример простого цикла for в Python:
>>> languages = ["C", "C++", "Perl", "Python"] >>> for x in languages: . print(x) . C C++ Perl Python >>>Блок else является особенным; в то время как программист, работающий на Perl знаком с ним, это неизвестная конструкция для программистов, которые работают на C и C++. Семантически он работает точно так же, как и в цикле while .
Он будет выполнен только в том случае, если цикл не был «остановлен» оператором break . Таким образом, он будет выполнен только после того, как все элементы последовательности будут пройдены.
Оператор прерывания в python — break
Если в программе цикл for должен быть прерван оператором break , цикл будет завершен, и поток программы будет продолжен без выполнения действий из else .
Обычно фразы break в pyton связаны с условными операторами.
edibles = ["отбивные", "пельмени", "яйца", "орехи"] for food in edibles: if food == "пельмени": print("Я не ем пельмени!") break print("Отлично, вкусные " + food) else: print("Хорошо, что не было пельменей!") print("Ужин окончен.")Если мы запустим этот код, получим следующий результат:
Отлично, вкусные отбивные Я не ем пельмени! Ужин окончен.Удалим «пельмени» из нашего списка еды и получим следующее:
Отлично, вкусные отбивные Отлично, вкусные яйца Отлично, вкусные орехи Хорошо, что не было пельменей! Ужин окончен.Оператор пропуска python — continue
Предположим, нам «пельмени» нам нужно просто пропустить и продолжить прием пищи. Тогда нужно использовать оператор continue , для перехода к следующему элементу.
В следующем маленьком скрипте python мы используем continue , чтобы продолжить, итерацию по списку, когда мы сталкиваемся с пельменями.
edibles = ["отбивные", "пельмени", "яйца", "орехи"] for food in edibles: if food == "пельмени": print("Я не ем пельмени!") continue print("Отлично, вкусные " + food) else: print("Ненавижу пельмени!") print("Ужин окончен.")Результат будет следующим:
Отлично, вкусные отбивные Я не ем пельмени! Отлично, вкусные яйца Отлично, вкусные орехи Ненавижу пельмени! Ужин окончен.Итерация по спискам с функцией range()
Если вам нужно получить доступ к индексам списка, не очевидно как использовать цикл for для этой задачи. Мы можем получить доступ ко всем элементам, но индекс элемента остается недоступным. Есть способ получить доступ как к индексу элемента, так и к самому элементу. Для этого используйте функцию range() в сочетании с функцией длины len() :
Цикл for в Python
Цикл for в Python используется для перебора последовательностей (списков, кортежей, строк) и других итерируемых объектов. Перебор последовательности называется обходом.
Синтаксис цикла
for значение in последовательность:
Тело цикла forЦикл продолжается до тех пор, пока мы не достигнем последнего элемента последовательности. Тело цикла for является отдельным блоком кода и отделяется отступом.
Блок-схема цикла
Пример цикла
# Программа находит сумму элементов последовательности # Список чисел numbers = [6, 5, 3, 8, 4, 2, 5, 4, 11] # Переменная, в которой хранится сумма sum = 0 # Итерация цикла for value in numbers: sum = sum+value print("Сумма равна", sum)Вывод:
Сумма равна 48Функция range()
С помощью функции range() мы можем сгенерировать последовательность чисел. range(10) , к примеру, сгенерирует числа от 0 до 9 (всего 10 чисел).
Мы также можем определить начало, конец и размер шага — range(начало, конец, размер_шага) . Если не указать шаг (размер_шага), то по умолчанию он будет равен 1.
Объект range в некотором смысле «ленивый». Когда мы вызываем этот объект, он не генерирует все числа, которые он «содержит». Но это и не итератор — он поддерживает операции in , len и __getitem__ .
Эта функция не хранит все значения в памяти — это неэффективно. Для нее важны лишь начало, конец и размер шага — генерация следующего числа происходит на ходу.
Для вывода всех элементов следует воспользоваться функцией list() .
Наглядный пример
print(range(10)) print(list(range(10))) print(list(range(2, 8))) print(list(range(2, 20, 3)))Вывод:
range(0, 10)
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
[2, 3, 4, 5, 6, 7]
[2, 5, 8, 11, 14, 17]Функцию range() можно использовать для перебора последовательности чисел в цикле for . Индексация реализуется при комбинации с функцией len() . Пример:
# Программа для итерации списка с использованием индексации genre = ['поп', 'рок', 'джаз'] # проходимся по циклу, используя индекс i for i in range(len(genre)): print("Мне нравится", genre[i])Вывод:
Мне нравится поп
Мне нравится рок
Мне нравится джазЦикл for с блоком else
В цикле for может быть дополнительный блок else . Блок else выполняется, если элементы последовательности закончились.
Для остановки цикла for используется ключевое слово break . В этом случае выполнение цикла останавливается.
Следовательно, блок else выполняется только в том случае, если выполнение цикла не было прервано оператором break.
Наглядный пример
digits = [0, 1, 5] for i in digits: print(i) else: print("Элементов в списке не осталось.")Вывод:
0
1
5
Элементов в списке не осталось.В этом примере цикл for печатает элементы списка до тех пор, пока он не закончится. После завершения цикла выполняется блок else , который печатает сообщение Элементов в списке не осталось .
Оператор for. else можно использовать так: блок else выполнится только в том случае, если не выполнится оператор break .
Пример
# Программа выводит на экран оценку студента student_name = 'Артем' marks = for student in marks: if student == student_name: print(marks[student]) break else: print('Студент не найден.')Вывод:
Python: Цикл For
С помощью цикла while решают любую задачу перебора элементов, но его отличает многословность. Для while нужно задавать условие остановки и вводить счетчик. Когда циклов немного, то это нормально, но в реальном коде циклы встречаются на каждом шагу. Поэтому управлять условиями вручную утомительно, особенно когда условие остановки очевидно.
Например, если мы хотим перебрать символы в строке, то компьютер сам может понять, когда строка заканчивается. Для таких ситуаций в Python ввели цикл for . Он сам знает, когда нужно остановиться, так как работает только с коллекциями — наборами элементов, которые нужно перебрать.
Строка — это коллекция, так как состоит из набора символов. Остальные виды коллекций подробно изучаются в другом курсе.
text = 'code' for symbol in text: print(symbol) # => c # => o # => d # => eВ коде выше for проходит по каждому символу в строке, записывает его в переменную symbol и вызывает внутренний блок кода, где эта переменная используется. Имя этой переменной может быть любым. Общая структура цикла for выглядит так: for in .
Посмотрим, как реализовать функцию переворота строки через цикл for :
def reverse_string(text): # Начальное значение result = '' # char - переменная, в которую записывается текущий символ for char in text: # Соединяем в обратном порядке result = char + result # Цикл заканчивается, когда пройдена вся строка return result reverse_string('go!') # => '!og'Разберем подробно как отрабатывает цикл в примере выше на каждом шаге итераций:
- В первой итерации в цикле result равен пустой строке, char равен первому символу 'g'. Поэтому в result присваивается символ 'g' плюс пустая строка, в итоге сохраняется только символ 'g'
- На второй итерации result уже хранит символ 'g', а char равен следующему символу 'o'. В result записывается char + result , то есть 'o' + 'g'
- На последней итерации в result хранится строка 'og', а char равен последнему символу '!'. В result теперь сохраняется 'og' + '!'
Теперь посчитаем количество упоминаний символа в строке без учета регистра:
# text - произвольный текст # char - символ, который нужно учитывать def chars_count(text, char): # Так как ищем сумму, то начальное значение 0 result = 0 for current_char in text: # приводим все к нижнему регистру, # чтобы не зависеть от текущего регистра if current_char.lower() == char.lower(): result += 1 return result chars_count('hexlet!', 'e') # 2 chars_count('hExlet!', 'e') # 2 chars_count('hExlet!', 'E') # 2 chars_count('hexlet!', 'a') # 0Советуем поэкспериментировать с примерами выше в интерактивном Replit.
Задание
В одном из предыдущих уроков мы уже написали функцию filter_string() . Напомним, она принимает на вход строку и символ и возвращает новую строку, в которой удалён переданный символ во всех его позициях. На этот раз реализуйте эту функцию с помощью цикла for . Дополнительное условие: регистр исключаемого символа не имеет значения.
text = 'If I look forward I win' filter_string(text, 'i') # 'f look forward wn' filter_string(text, 'O') # 'If I lk frward I win'Упражнение не проходит проверку — что делать? ��
Если вы зашли в тупик, то самое время задать вопрос в «Обсуждениях». Как правильно задать вопрос:
- Обязательно приложите вывод тестов, без него практически невозможно понять что не так, даже если вы покажете свой код. Программисты плохо исполняют код в голове, но по полученной ошибке почти всегда понятно, куда смотреть.
В моей среде код работает, а здесь нет ��
Тесты устроены таким образом, что они проверяют решение разными способами и на разных данных. Часто решение работает с одними входными данными, но не работает с другими. Чтобы разобраться с этим моментом, изучите вкладку «Тесты» и внимательно посмотрите на вывод ошибок, в котором есть подсказки.
Мой код отличается от решения учителя ��
Это нормально ��, в программировании одну задачу можно выполнить множеством способов. Если ваш код прошел проверку, то он соответствует условиям задачи.
В редких случаях бывает, что решение подогнано под тесты, но это видно сразу.
Прочитал урок — ничего не понятно ��
Создавать обучающие материалы, понятные для всех без исключения, довольно сложно. Мы очень стараемся, но всегда есть что улучшать. Если вы встретили материал, который вам непонятен, опишите проблему в «Обсуждениях». Идеально, если вы сформулируете непонятные моменты в виде вопросов. Обычно нам нужно несколько дней для внесения правок.
Кстати, вы тоже можете участвовать в улучшении курсов: внизу есть ссылка на исходный код уроков, который можно править прямо из браузера.
Определения
- Агрегация — Накопление результата во время итераций и работа с ним после цикла.