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
Циклы в Python: как работать с while и for
При написании программ часто возникают ситуации, когда нужно снова и снова использовать определенный фрагмент кода. Циклы в Python упрощают работу программиста: они помогают многократно выполнять блок кода.
Детям из Мариуполя нужно 120 ноутбуков для обучения — подари старое «железо», пусть оно работает на будущее Украины
Если вкратце: циклы нужны для того, чтобы пользоваться созданным элементом, но при этом не писать одну и ту же строку кода несколько раз.
Основные типы циклов
В языке Python существуют 2 основных цикла: while и for. Рассмотрим подробно работу каждого из них.
Цикл while
Цикл while — один из самых распространенных в Python. Он позволяет воспроизводить элемент кода снова и снова, пока заданное условие остается верным (true). Чтобы цикл правильно работал, нужен фрагмент кода, который вы хотите использовать повторно, условие true или false и ключевое слово while .
Главное отличие цикла while от for состоит в том, что while может повторять код бесконечное количество раз, пока выполняется условие его применения.
Курс Аналітик даних.
Протягом 4 місяців ви вивчите повний набір інструментів для аналізу даних та отримаєте можливість працевлаштування в Laba Group.
# Take user input number = 2 # Condition of the while loop while number < 5 : # Find the mod of 2 if number%2 == 0: print("The number "+str(number)+" is even") else: print("The number "+str(number)+" is odd") # Increment `number` by 1 number = number+1
The number 2 is even The number 3 is odd The number 4 is even
Освоить язык программирования Python вам могут помочь онлайн курсы от наших партнеров Mate Academy и Powercode. Получите качественный уровень знаний от практикующих специалистов.
Цикл for
Цикл for выполняет ту же функцию, что и while — повторяет указанные строки кода. Но в отличие от while, для работы for не требуется никаких условий. For используется для перебора последовательности, например, списка, и работает строго определенное количество раз.
Так выглядит код с использованием цикла for :
languages = ['R', 'Python', 'Scala', 'Java', 'Julia'] for index in range(len(languages)): print('Current language:', languages[index])
Current language: R Current language: Python Current language: Scala Current language: Java Current language: Julia
Функция range
Функция range используется при работе со строками цикла for, а также для создания последовательностей чисел. Рассмотрим на примере кода, как эта функция работает с целыми числами:
for number in range(5,10,2) : print("I am number : "+str(number))
I am number : 5 I am number : 7 I am number : 9
Для работы функции range указываются 2 или 3 числа:
Курс Front-end Basic.
Оволодій навичками розробки веб-інтерфейсів та стань справжнім Front-end розробником! Заробляй від 800$ на початку карʼєри.
- Первое число — start — с него функция начинает отсчет.
- Второе число называется stop и обозначает конец выбранного промежутка чисел. В примере это цифра 10, поэтому функция не может показать число больше 10.
- Третье число называется step : это шаг, который делает функция при переборе чисел. Можно не указывать шаг, и тогда в нашем примере функция покажет все числа от 5 до 10.
Заданный пример начинается с 5, к этому числу прибавляется по 2, пока мы не упремся в потолок функции. Так, получается следующая последовательность чисел:
Range также можно использовать с отрицательными числами и выполнять вычитание. Например:
for i in range(10, -5, -2): print(i)
10 8 6 4 2 0 -2 -4
Вложенные циклы
Циклы while и for можно как использовать по отдельности, так и комбинировать. Можно вложить цикл for внутрь внешнего цикла while и наоборот, а также вкладывать циклы одного вида друг в друга.
Курс Стратегический маркетинг.
Від хаосу до системного маркетингу разом із Тетяною Лукинюк, B2C-директором у Kyivstar, колишнім CMO у Coca-Cola, Mars Ukraine та генеральною директоркою у Red Bull Ukraine.
Вложенные циклы работают по следующей схеме: программа сначала сталкивается с внешним циклом и начинает выполнять его условия. Затем запускается внутренний вложенный цикл, который выполняется до своего завершения. Программа будет завершать внутренний цикл и возвращаться к началу внешнего до тех пор, пока последовательность не будет завершена или другой оператор не нарушит этот процесс.
Вложенный цикл for
Рассмотрим на примере вложенного цикла for , как это работает на практике:
num_list = [1, 2, 3] alpha_list = ['a', 'b', 'c'] for number in num_list: print(number) for letter in alpha_list: print(letter)
1 a b c 2 a b c 3 a b c
По результату выполнения кода видно, что программа завершает первую итерацию внешнего цикла на цифре 1 и затем запускает завершение внутреннего цикла, печатая a, b, c. Как только внутренний цикл завершен, программа возвращается к началу внешнего цикла и печатает цифру 2, а после снова воспроизводит вложенный цикл.
Вложенный цикл while
Вложенный цикл while выглядит так:
i=1 while i1 Outer loop is executed only once 1 Inner loop is executed until to completion 2 Inner loop is executed until to completion 3 Inner loop is executed until to completion 2 Outer loop is executed only once 1 Inner loop is executed until to completion 2 Inner loop is executed until to completion 3 Inner loop is executed until to completion 3 Outer loop is executed only once 1 Inner loop is executed until to completion 2 Inner loop is executed until to completion 3 Inner loop is executed until to completionВыход из цикла
Если вам нужно пропустить какую-то часть цикла, то прервать его выполнение можно с помощью двух операторов: break или continue .
Break позволяет выйти из вложенного цикла сразу во внешний:
for number in range(3) : print("-------------------------------------------") print("I am outer loop iteration "+str(number)) for another_number in range(3): print("****************************") print("I am inner loop iteration "+str(another_number)) break------------------------------------------- I am outer loop iteration 0 **************************** I am inner loop iteration 0 ------------------------------------------- I am outer loop iteration 1 **************************** I am inner loop iteration 0 ------------------------------------------- I am outer loop iteration 2 **************************** I am inner loop iteration 0Если не использовать оператор break в этой части кода, то результат бы выглядел вот так:
------------------------------------------- I am outer loop iteration 0 **************************** I am inner loop iteration 0 **************************** I am inner loop iteration 1 **************************** I am inner loop iteration 2 ------------------------------------------- I am outer loop iteration 1 **************************** I am inner loop iteration 0 **************************** I am inner loop iteration 1 **************************** I am inner loop iteration 2 ------------------------------------------- I am outer loop iteration 2 **************************** I am inner loop iteration 0 **************************** I am inner loop iteration 1 **************************** I am inner loop iteration 2Оператор continue позволяет вернуться ко внешнему циклу, полностью пропуская вложенный цикл. В коде continue ставится в конце внешнего цикла:
for number in range(3) : print("-------------------------------------------") print("I am outer loop iteration "+str(number)) continue for another_number in range(3): print("****************************") print("I am inner loop iteration "+str(another_number)) breakВ результате мы видим, что отсутствует внутренний цикл for , а повторяется только внешний элемент цикла:
------------------------------------------- I am outer loop iteration 0 ------------------------------------------- I am outer loop iteration 1 ------------------------------------------- I am outer loop iteration 2Курс Стратегический маркетинг.
Від хаосу до системного маркетингу разом із Тетяною Лукинюк, B2C-директором у Kyivstar, колишнім CMO у Coca-Cola, Mars Ukraine та генеральною директоркою у Red Bull Ukraine.
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).
Как сделать чтобы раз в час повторялся определенный код но работал и остальной код?
-------------------------------------------------------------------
ЖИРНЫЙ текст должен повторятся раз в час, а обычный просто обычный код который должен выполнится. также нужно будет использовать информацию из жирного кода. как это можно реализовать, можете привести пример?
- Вопрос задан более трёх лет назад
- 154 просмотра
Комментировать
Решения вопроса 2
soremix @SoreMix Куратор тега Python
Запустить функцию в отдельном потоке
import threading import time def make_request(): while True: url = "https://www.google.com/" response= requests.get(url) with open('content', 'w') as f: f.write(response.text) time.sleep(3600) if __name__ == '__main__': x = threading.Thread(target=make_request) x.start() print('main')Ответ написан более трёх лет назад
Комментировать
Нравится 1 Комментировать
sotanodroid @sotanodroid
Python/Golang developer
использлвать асинхронность и таску с таймаутом и коллбеком:
https://docs.python.org/3/library/asyncio-eventloo. или call_later
Очень абстрактный пример:
import asyncio import requests await def callback(loop: asyncio.AbstractEventLoop): url = "https://www.google.com/" response = requests.get(url) # Поставить эту таску в очередь ещё раз await runner(loop) return response.text await def runner(loop: asyncio.AbstractEventLoop): loop.call_later(delay=3600, callback=callback) if __name__ == "__main__": loop = asyncio.get_event_loop() loop.run_until_complete(runner(loop)) loop.run_forever()Ответ написан более трёх лет назад
Комментировать
Нравится 1 Комментировать
Ответы на вопрос 1
Владимир Куц @fox_12 Куратор тега Python
Расставляю биты, управляю заряженными частицами
Раз в час сохраняйте содержимое response.text к примеру в файл
А обычным просто читайте данные из файла