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.
Подробный разбор цикла while в Python
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.
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
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.
Оператор 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
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
Выполнение цикла прекращается, когда x становится равно 5 — даже если x больше или равно 1.
Continue
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.
Циклы в C++ — урок 4
Иногда необходимо повторять одно и то же действие несколько раз подряд. Для этого используют циклы. В этом уроке мы научимся программировать циклы на C++, после чего посчитаем сумму всех чисел от 1 до 1000.
Цикл for
Итерацией цикла называется один проход этого цикла
Существует частный случай этой записи, который мы сегодня и разберем:
Счетчик цикла — это переменная, в которой хранится количество проходов данного цикла.
Описание синтаксиса
Сначала присваивается первоначальное значение счетчику, после чего ставится точка с запятой.
Затем задается конечное значение счетчика цикла. После того, как значение счетчика достигнет указанного предела, цикл завершится. Снова ставим точку с запятой.
Задаем шаг цикла. Шаг цикла — это значение, на которое будет увеличиваться или уменьшаться счетчик цикла при каждом проходе.
Пример кода
Напишем программу, которая будет считать сумму всех чисел от 1 до 1000.
Если мы скомпилируем этот код и запустим программу, то она покажет нам ответ: 500500. Это и есть сумма всех целых чисел от 1 до 1000. Если считать это вручную, понадобится очень много времени и сил. Цикл выполнил всю рутинную работу за нас.
Заметьте, что конечное значение счетчика я задал нестрогим неравенством ( — меньше либо равно), поскольку, если бы я поставил знак меньше, то цикл произвел бы 999 итераций, т.е. на одну меньше, чем требуется. Это довольно важный момент, т.к. здесь новички часто допускают ошибки, особенно при работе с массивами (о них будет рассказано в следующем уроке). Значение шага цикла я задал равное единице. i++ — это тоже самое, что и i = i + 1.
Естественно к мусору мы ничего прибавить не можем. Некоторые компиляторы, такие как gcc, инициализирует переменную нулем при ее объявлении.
Цикл while
Когда мы не знаем, сколько итераций должен произвести цикл, нам понадобится цикл while или do. while. Синтаксис цикла while в C++ выглядит следующим образом.
Данный цикл будет выполняться, пока условие, указанное в круглых скобках является истиной. Решим ту же задачу с помощью цикла while. Хотя здесь мы точно знаем, сколько итераций должен выполнить цикл, очень часто бывают ситуации, когда это значение неизвестно.
Ниже приведен исходный код программы, считающей сумму всех целых чисел от 1 до 1000.
После компиляции программа выдаст результат, аналогичный результату работы предыдущей программы. Но поясним несколько важных моментов. Я задал строгое неравенство в условии цикла и инициализировал счетчик i нулем, так как в цикле while происходит на одну итерацию больше, потому он будет выполняться, до тех пор, пока значение счетчика перестает удовлетворять условию, но данная итерация все равно выполнится. Если бы мы поставили нестрогое неравенство, то цикл бы закончился, когда переменная i стала бы равна 1001 и выполнилось бы на одну итерацию больше.
Теперь давайте рассмотрим по порядку исходный код нашей программы. Сначала мы инициализируем счетчик цикла и переменную, хранящую сумму чисел.
В данном случае мы обязательно должны присвоить счетчику цикла какое-либо значение, т.к. в предыдущей программе мы это значение присваивали внутри цикла for, здесь же, если мы не инициализируем счетчик цикла, то в него попадет «мусор» и компилятор в лучшем случае выдаст нам ошибку, а в худшем, если программа соберется — сегфолт практически неизбежен.
Затем мы описываем условие цикла — «пока переменная i меньше 1000 — выполняй цикл». При каждой итерации цикла значение переменной-счетчика i увеличивается на единицу внутри цикла.
После окончания выполнения цикла, выводим сообщение с ответом.
Цикл do while
Принципиального отличия нет, но если присвоить переменной i значение, большее, чем 1000, то цикл все равно выполнит хотя бы один проход.
Попрактикуйтесь, поэкспериментируйте над собственными примерами задач. Циклы — очень важная вещь, поэтому им стоит уделить побольше внимания. Когда поймете, как работают циклы — можете смело переходить к изучению следующего урока.
Циклы while и for
При написании скриптов зачастую встаёт задача сделать однотипное действие много раз.
Например, вывести товары из списка один за другим. Или просто перебрать все числа от 1 до 10 и для каждого выполнить одинаковый код.
Для многократного повторения одного участка кода предусмотрены циклы.
Цикл «while»
Цикл while имеет следующий синтаксис:
Код из тела цикла выполняется, пока условие condition истинно.
Одно выполнение тела цикла по-научному называется итерация. Цикл в примере выше совершает три итерации.
Если бы строка i++ отсутствовала в примере выше, то цикл бы повторялся (в теории) вечно. На практике, конечно, браузер не позволит такому случиться, он предоставит пользователю возможность остановить «подвисший» скрипт, а JavaScript на стороне сервера придётся «убить» процесс.
Любое выражение или переменная может быть условием цикла, а не только сравнение: условие while вычисляется и преобразуется в логическое значение.
Если тело цикла состоит лишь из одной инструкции, мы можем опустить фигурные скобки <…>:
Цикл «do…while»
Проверку условия можно разместить под телом цикла, используя специальный синтаксис do..while :
Такая форма синтаксиса оправдана, если вы хотите, чтобы тело цикла выполнилось хотя бы один раз, даже если условие окажется ложным. На практике чаще используется форма с предусловием: while(…) <…>.
Цикл «for»
Давайте разберёмся, что означает каждая часть, на примере. Цикл ниже выполняет alert(i) для i от 0 до (но не включая) 3 :
Рассмотрим конструкцию for подробней:
В целом, алгоритм работы цикла выглядит следующим образом:
То есть, начало выполняется один раз, а затем каждая итерация заключается в проверке условия, после которой выполняется тело и шаг.
Если тема циклов для вас нова, может быть полезным вернуться к примеру выше и воспроизвести его работу на листе бумаги, шаг за шагом.
Вот в точности то, что происходит в нашем случае:
В примере переменная счётчика i была объявлена прямо в цикле. Это так называемое «встроенное» объявление переменной. Такие переменные существуют только внутри цикла.
Вместо объявления новой переменной мы можем использовать уже существующую:
Пропуск частей «for»
Любая часть for может быть пропущена.
Для примера, мы можем пропустить начало если нам ничего не нужно делать перед стартом цикла.
Можно убрать и шаг :
А можно и вообще убрать всё, получив бесконечный цикл:
При этом сами точки с запятой ; обязательно должны присутствовать, иначе будет ошибка синтаксиса.
Прерывание цикла: «break»
Например, следующий код подсчитывает сумму вводимых чисел до тех пор, пока посетитель их вводит, а затем – выдаёт:
Вообще, сочетание «бесконечный цикл + break » – отличная штука для тех ситуаций, когда условие, по которому нужно прерваться, находится не в начале или конце цикла, а посередине.
Переход к следующей итерации: continue
Её используют, если понятно, что на текущем повторе цикла делать больше нечего.
Цикл, который обрабатывает только нечётные значения, мог бы выглядеть так:
Например, если мы возьмём этот код:
…и перепишем его, используя вопросительный знак:
…то будет синтаксическая ошибка.
Метки для break/continue
Бывает, нужно выйти одновременно из нескольких уровней цикла сразу.
Нам нужен способ остановить выполнение если пользователь отменит ввод.
Обычный break после input лишь прервёт внутренний цикл, но этого недостаточно. Достичь желаемого поведения можно с помощью меток.
Метка имеет вид идентификатора с двоеточием перед циклом:
Вызов break в цикле ниже ищет ближайший внешний цикл с такой меткой и переходит в его конец.
Можно размещать метку на отдельной строке:
Директива continue также может быть использована с меткой. В этом случае управление перейдёт на следующую итерацию цикла с меткой.
Метки не дают возможности передавать управление в произвольное место кода.
Например, нет возможности сделать следующее:
Вызов break/continue возможен только внутри цикла, и метка должна находиться где-то выше этой директивы.
Итого
Мы рассмотрели 3 вида циклов:
Обе этих директивы поддерживают метки, которые ставятся перед циклом. Метки – единственный способ для break/continue выйти за пределы текущего цикла, повлиять на выполнение внешнего.
Заметим, что метки не позволяют прыгнуть в произвольное место кода, в JavaScript нет такой возможности.
Изучаем C++. Часть 6. Циклы while, do-while и for
Разбираемся, как сократить повторяющийся код в C++ и сэкономить время.
Это шестая часть из серии статей «Глубокое погружение в C++». В прошлый раз мы узнали, как использовать функции и процедуры. Сейчас поговорим о циклах while, do-while и for.
Циклы — это разновидность условных конструкций. Они позволяют выполнять команды несколько раз, если определённое утверждение верно. Например, с помощью циклов можно пять раз вывести на экран какую-нибудь надпись или посчитать сумму всех чисел.
Пишет о программировании, в свободное время создает игры. Мечтает открыть свою студию и выпускать ламповые RPG.
Цикл while в C++
Запись цикла while выглядит так:
Этот код выполняется следующим образом:
То есть пока утверждение верно (i
Посмотрим на вывод:
Обратите внимание на переменную i — она играет роль счётчика, к которому в каждом шаге цикла прибавляется единица. Это нужно, чтобы инструкции выполнялись только определённое количество раз.
Один шаг цикла называется итерацией, а счётчик — итератором. Поэтому чаще всего для счётчика создаётся переменная i.
Важно! Следите за тем, чтобы выход из цикла был возможен, иначе он будет выполняться бесконечно.
Если внутри цикла складываются числа или что-то выводится, то нагрузка будет минимальной. Если же это какие-то ресурсозатратные вычисления, то выполнение такого цикла может заставить компьютер зависнуть.
Когда нам нужно вмешаться в работу цикла, мы используем операторы break и continue.
Оператор break
Оператор break прерывает выполнение цикла:
Этот цикл должен посчитать сумму всех чисел от одного до ста. Но мы указали максимальное значение для переменной sum, поэтому цикл прервётся, как только sum станет больше maxSum.
Компилятор умеет отличать оператор break в конструкции switch от оператора break, который прерывает циклы. Поэтому можно спокойно писать вот такой код:
Вот как это будет работать:
Важно! Оператор break внутри конструкции switch не может прервать цикл.
Оператор continue
Иногда нам нужно пропустить одну итерацию и перейти к следующей. Для этого используем оператор continue.
Этот цикл выведет все числа от одного до ста, кроме тех, которые делятся на три без остатка.
Цикл do-while в C++
Цикл do-while похож на while, но он сначала выполняет одну итерацию и только потом проверяет верность утверждения:
Цикл for в C++
Если для работы цикла нужен счётчик, то его запись можно сократить с помощью цикла for, записав логику в скобки:
Вот пример такого цикла:
В результате мы получим сумму всех чисел от 1 до 200:
Вложенные циклы
Циклы, как и другие конструкции, можно размещать внутри других циклов. Вот, например, как вывести сетку с помощью for:
Важно! Операторы break и continue влияют на тот цикл, в котором они находятся, а не на родительский.
Заключение
Циклы — одни из самых часто используемых конструкций в программировании. Они нужны при чтении данных из файлов, сортировке, отрисовке графики и так далее. Одно из самых полезных применений циклов связано с массивами, о работе с которыми будет отдельная статья.
Если вы хотите изучить самые востребованные особенности C++ и стать профессиональным программистом, то записывайтесь на наш курс по разработке на C++. Вы не только изучите теорию, но и выполните массу практических заданий, получите по ним обратную связь и сможете избежать тонны ошибок.