Циклы в Python

Практически любой язык программирования содержит вложенные конструкции цикла, причём в большинстве случаев таких конструкций несколько.

Python — не исключение. В списке техдокументации для Python есть 2 типа циклов: - цикл while, - цикл for.

Циклы необходимы, если нам надо что-либо сделать множество раз, реализовать последовательность одинаковых действий. Речь идёт о выполнении какой-нибудь операции либо списков операций снова и снова. Циклы максимально упрощают этот процесс. Если говорить о вышеназванных циклах, то цикл for многие считают более популярным. С него и начнём.

Цикл for в Python

Как было сказано выше, использование цикла целесообразно, если нужно повторить действие n-ное количество раз, выполнить некую последовательность одних и тех же операций. Рассмотрим это на примере. Возьмём встроенную в Python 3 функцию range, которая создаёт список длиной в «n» элементов (в Python 2-й версии для этого надо было использовать функцию xrange — тоже генератор чисел, но не такой ресурсоёмкий).

print(range(5)) # ответ: range(0, 5)

Как видим, функция в Python взяла целое число, а вернула объект range. Также она принимает конечное значение, начальное значение и значение шага. Приведём ещё пару примеров:

a = range(5, 10)
print(a) # range(5, 10)
b = list(range(1, 10, 2))
print(b) # [1, 3, 5, 7, 9]

В первом примере мы передаём начальное и конечное значение, при этом range возвращает список из чисел последовательности, начиная с начального, заканчивая последним (но не включая последний). Таким образом, при запросе 5-10 мы получаем 5-9 в прямом, а не обратном порядке.

Во 2-м случае используем функцию списка (list). В результате возвращается каждый 2-й элемент между 1-10 (наша последовательность будет равна 1, 3 и т. п., разумеется, также в прямом, а не обратном порядке).

Закономерный вопрос: а что функция range будет делать с использованием цикла? Давайте посмотрим:

for number in range(5):
    print(number)

Что в данном случае произошло? Чтобы понять это, расшифруем наш код: 1. Мы вводим число для каждого числа в диапазоне 5. 2. Мы знаем, что при вызове range со значением 5 будет создан вложенный список из пяти элементов. 3. Каждый раз функция, проходя через цикл for, выведет каждый из этих элементов по списку.

Вышеупомянутый цикл for м. б. эквивалентом следующего:

for number in [0, 1, 2, 3, 4]:
    print(number)

Здесь range просто выдаёт меньший результат.

Что ещё «умеет» цикл for?

Цикл for способен обходить любой итератор Python. Мы видели особенности действия цикла при обработке списка и последовательности. А теперь взглянем, можно ли его использовать для выполнения итерации со словарём:

a_dict = {"one":1, "two":2, "three":3}
 for key in a_dict:
    print(key)

Если использовать for в словаре, легко заметить, что он перебирает ключи автоматически. К примеру, не нужно указывать for в a_dict.keys() (хотя это тоже работает). Python делает только то, что необходимо. Да, ключи выводятся в несколько другом порядке, который отличен от указанного в словаре. Однако словари не упорядочены, поэтому можно использовать итерацию над ними, а ключи при этом м. б. в любом порядке. Если вы знаете, что ключи можно отсортировать, это лучше сделать до итерации. Чтобы увидеть, как это работает, немного изменим словарь:

a_dict = {1:"one", 2:"two", 3:"three"}
keys = a_dict.keys()
keys = sorted(keys)
for key in keys:
    print(key)

Результат использования данного цикла for в Python следующий:

1
2
3

Давайте разберём код данного цикла for подробнее. Во-первых, был создан словарь, где ключи выступают вместо строк в качестве целых чисел. Во-вторых, мы извлекли из словаря ключи. Каждый раз при вызове метода keys(), он возвращает нам неупорядоченный список ключей. И если при выводе списка мы видим, что они находятся в прямом либо обратном порядке, это просто случайность.

Итак, получен доступ к ключам, хранимым в keys. Мы сортируем список, после чего нужно использовать цикл for в нём. Чтобы сделать процесс интереснее, попробуем использовать цикл for в функции range, однако для этого потребуется вывести лишь целые числа. Дабы это осуществить, придётся использовать условный оператор, а не параметр шага range, что делается так:

for number in range(10):
    if number % 2 == 0:
        print(number)

Результат работы цикла for таков:

0
2
4
6
8

Возможно, не все поняли, что происходит и откуда в цикле знак процента. Если кто подзабыл, в Python, % — это оператор модуля. Когда его используют, возвращается остаток. При делении целого числа на 2, остатка, разумеется, нет.

После разговора о цикле for пришла пора познакомиться с циклом while.

Цикл while

Цикл while хорошо использовать для повторений частей кода. Здесь вместо зацикливания n-е количество раз цикл будет работать, пока не исполнится определённое условие.

Пример работы цикла while в Python:

i = 0
while i < 10:
    print(i)
    i = i + 1

Цикл while по сути — это один из вложенных условных операторов. Если говорить о коде цикла, который мы решили использовать выше, на экран будет выводиться переменная i до тех пор, пока она меньше десяти. То есть с запуском этого кода в Python вы получите список от 0 до 9, сформированный в прямом, а не обратном порядке, причём каждая цифра выведется в отдельной строке, и цикл завершится.

Однако, удалив часть кода с увеличением значения i, мы получим бесконечный цикл, а это уже плохо. Бесконечные циклы называют логическими ошибками, которых лучше избегать. Но это не значит, что в таком случае нельзя будет «вырваться» из цикла. Можно, если использовать вложенные функции в Python, например, break:

while i < 10:
    print(i)
        if i == 5:
        break
        i += 1

Узнать больше про Python-циклы вы всегда сможете на наших курсах. Изучайте циклы, списки, функции, классы и другие нюансы «Пайтона» вместе с OTUS!