Содержание:развернуть
- Применение циклов
- Итерации
- Синтаксис for
- range() и enumerate()
- break и continue
- else
- Best practice
-
Цикл по списку
-
Цикл по словарю
-
Цикл по строке
-
Как сделать цикл for с шагом
-
Обратный цикл for
-
for в одну строку
Циклы являются мощнейшим инструментом, предоставляемым высокоуровневыми языками программирования. Эти управляющие конструкции позволяют многократно выполнять требуемую последовательность инструкций. Циклы в языке Python представлены двумя основными конструкциями: while
и for
.
Подробнее о циклах while вы можете прочитать здесь:
Применение циклов
Концепция циклов — это не просто очередная абстрактная выдумка программистов. Повторяющиеся раз за разом операции окружают нас и в реальной жизни:
🥣 добавление щепотки приправ в варящийся бульон и помешивание его до тех пор, пока пакетик специй не закончится.
🕙 следование строгому расписанию каждый будний день, пока не наступят долгожданные выходные.
🌄 даже банальная смена времён года.
— всё это циклы, и представить нормальную жизнь без них попросту невозможно.
Впрочем, то же касается и программирования. Представьте, что вам нужно последовательно напечатать числа от 1 до 9999999999. В отсутствии циклов, эту задачу пришлось бы выполнять ручками, что потребовало бы колоссального количества кода и огромных временных затрат:
print(1)
print(2)
print(3)
# ...
# 9999999995 строк
# ...
print(9999999998)
print(9999999999)
Циклы же позволяют уместить такую многокилометровую запись в изящную и простую для понимания конструкцию, состоящую всего из двух строчек:
for i in range(1, 10000000000):
print(i)
Смысл её крайне прост. В основе цикла for
лежат последовательности, и в примере выше это последовательность чисел от 1 до 9999999999. for
поэлементно её перебирает и выполняет код, который записан в теле цикла. В частности, для решения данной задачи туда была помещена инструкция, позволяющая выводить значение элемента последовательности на экран.
Итерации
- Итерация (Iteration) — это одно из повторений цикла (один шаг или один «виток» циклического процесса). К примеру цикл из 3-х повторений можно представить как 3 итерации.
- Итерируемый объект (Iterable) — объект, который можно повторять. Проще говоря это объект, который умеет отдавать по одному результату за каждую итерацию.
- Итератор (iterator) — итерируемый объект, в рамках которого реализован метод __next__, позволяющий получать следующий элемент.
👉 Чтобы выполнить итерацию, Python делает следующее:
- Вызывает у итерируемого объекта метод
iter()
, тем самым получая итератор. - Вызывает метод
next()
, чтобы получить каждый элемент от итератора. - Когда метод next возвращает исключение
StopIteration
, цикл останавливается.
Пример создания итерируемого объекта
Для того чтобы создать собственный класс итерируемого объекта, нужно всего лишь внутри него реализовать два метода: __iter__() и __next__():
- внутри метода __next__ () описывается процедура возврата следующего доступного элемента;
- метод __iter__() возвращает сам объект, что даёт возможность использовать его, например, в циклах с поэлементным перебором.
Создадим простой строковый итератор, который на каждой итерации, при получении следующего элемента (т.е. символа), приводит его к верхнему регистру:
class ToUpperCase:
def __init__(self, string_obj, position=0):
"""сохраняем строку, полученную из конструктора,
в поле string_obj и задаём начальный индекс"""
self.string_obj = string_obj
self.position = position
def __iter__(self):
""" возвращаем сам объект """
return self
def __next__(self):
""" метод возвращает следующий элемент,
но уже приведенный к верхнему регистру """
if self.position >= len(self.string_obj):
# исключение StopIteration() сообщает циклу for о завершении
raise StopIteration()
position = self.position
# инкрементируем индекс
self.position += 1
# возвращаем символ в uppercase-e
return self.string_obj[position].upper()
low_python = "python"
high_python = ToUpperCase(low_python)
for ch in high_python:
print(ch, end="")
> PYTHON
Синтаксис for
Как было замечено, цикл for
python — есть средство для перебора последовательностей. С его помощью можно совершать обход строк, списков, кортежей и описанных выше итерируемых объектов.
В простейшем случае он выглядит так:
for item in collection:
# do something
Если последовательность collection
состоит, скажем, из 10 элементов, for
будет поочерёдно обходить их, храня значение текущего элемента в переменной item
.
Принцип работы for
максимально схож с таковым у циклов foreach
, применяемых во многих других высокоуровневых языках.
aliceQuote = "The best way to explain it is to do it."
# с помощью цикла for посчитаем количество символов (с пробелами) в строке
# зададим счетчик
count = 0
# будем посимвольно обходить весь текст
for letter in aliceQuote:
# на каждой новой итерации:
# в переменной letter будет храниться следующий символ предложения;
# увеличиваем счетчик на 1;
count += 1
print(count)
> 39
range() и enumerate()
Вы уже наверняка запомнили, что for
работает с последовательностями. В программировании очень часто приходится повторять какую-то операцию фиксированное количество раз. А где упоминается «количество чего-то», существует и последовательность, числовая.
👉 Для того чтобы выполнить какую-либо инструкцию строго определенное число раз, воспользуемся функцией range()
:
# скажем Миру привет целых пять раз!
for i in range(5):
print("Hello World!")
>
Hello World!
Hello World!
Hello World!
Hello World!
Hello World!
range()
можно представлять, как функцию, что возвращает последовательность чисел, регулируемую количеством переданных в неё аргументов. Их может быть 1, 2 или 3:
range(stop)
;range(start, stop)
;range(start, stop, step)
.
Здесь start
— это первый элемент последовательности (включительно), stop
— последний (не включительно), а step
— разность между следующим и предыдущим членами последовательности.
# 0 - начальный элемент по умолчанию
for a in range(3):
print(a)
>
0
1
2
# два аргумента
for b in range(7, 10):
print(b)
>
7
8
9
# три аргумента
for c in range(0, 13, 3):
print(c)
>
0
3
6
9
12
Подробнее о функции range тут:
👉 Чрезвычайно полезная функция enumerate()
определена на множестве итерируемых объектов и служит для создания кортежей на основании каждого из элементов объекта. Кортежи строятся по принципу (индекс элемента, элемент), что бывает крайне удобно, когда помимо самих элементов требуется ещё и их индекс.
# заменим каждый пятый символ предложения, начиная с 0-го, на *
text = "Это не те дроиды, которых вы ищете"
new_text = ""
for char in enumerate(text):
if char[0] % 5 == 0:
new_text += '*'
else:
new_text += char[1]
print(new_text)
> *то н* те *роид*, ко*орых*вы и*ете
break и continue
Два похожих оператора, которые можно встретить и в других языках программирования.
break
— прерывает цикл и выходит из него;continue
— прерывает текущую итерацию и переходит к следующей.
# break
for num in range(40, 51):
if num == 45:
break
print(num)
>
40
41
42
43
44
Здесь видно, как цикл, дойдя до числа 45 и вернув истину в условном выражении, прерывается и заканчивает свою работу.
# continue
for num in range(40, 51):
if num == 45:
continue
print(num)
>
40
41
42
43
44
46
47
48
49
50
В случае continue
происходит похожая ситуация, только прерывается лишь одна итерация, а сам же цикл продолжается.
else
Если два предыдущих оператора можно часто встречать за пределами Python, то else
, как составная часть цикла, куда более редкий зверь. Эта часть напрямую связана с оператором break
и выполняется лишь тогда, когда выход из цикла был произведен НЕ через break
.
group_of_students = [21, 18, 19, 21, 18]
for age in group_of_students:
if age < 18:
break
else:
print('Всё в порядке, они совершеннолетние')
> Всё в порядке, они совершеннолетние
Best practice
Цикл по списку
Перебрать list
в цикле не составляет никакого труда, поскольку список — объект итерируемый:
# есть список
entities_of_warp = ["Tzeench", "Slaanesh", "Khorne", "Nurgle"]
# просто берём список, «загружаем» его в цикл и без всякой задней мысли делаем обход
for entity in entities_of_warp:
print(entity)
>
Tzeench
Slaanesh
Khorne
Nurgle
Так как элементами списков могут быть другие итерируемые объекты, то стоит упомянуть и о вложенных циклах. Цикл внутри цикла вполне обыденное явление, и хоть количество уровней вложенности не имеет пределов, злоупотреблять этим не следует. Циклы свыше второго уровня вложенности крайне тяжело воспринимаются и читаются.
strange_phonebook = [
["Alex", "Andrew", "Aya", "Azazel"],
["Barry", "Bill", "Brave", "Byanka"],
["Casey", "Chad", "Claire", "Cuddy"],
["Dana", "Ditrich", "Dmitry", "Donovan"]
]
# это список списков, где каждый подсписок состоит из строк
# следовательно можно (зачем-то) применить тройной for
# для посимвольного чтения всех имён
# и вывода их в одну строку
for letter in strange_phonebook:
for name in letter:
for character in name:
print(character, end='')
> A l e x A n d r e w A y a A z a z e l B a r ...
Цикл по словарю
Чуть более сложный пример связан с итерированием словарей. Обычно, при переборе словаря, нужно получать и ключ и значение. Для этого существует метод .items()
, который создает представление в виде кортежа для каждого словарного элемента.
Цикл, в таком случае, будет выглядеть следующим образом:
# создадим словарь
top_10_largest_lakes = {
"Caspian Sea": "Saline",
"Superior": "Freshwater",
"Victoria": "Freshwater",
"Huron": "Freshwater",
}
# обойдём его в цикле for и посчитаем количество озер с солёной водой и количество озёр с пресной
salt = 0
fresh = 0
# пара "lake, water", в данном случае, есть распакованный кортеж, где lake - ключ словаря, а water - значение.
# цикл, соответственно, обходит не сам словарь, а его представление в виде пар кортежей
for lake, water in top_10_largest_lakes.items():
if water == 'Freshwater':
fresh += 1
else:
salt += 1
print("Amount of saline lakes in top10: ", salt)
print("Amount of freshwater lakes in top10: ", fresh)
> Amount of saline lakes in top10: 1
> Amount of freshwater lakes in top10: 3
Цикл по строке
Строки, по сути своей — весьма простые последовательности, состоящие из символов. Поэтому обходить их в цикле тоже совсем несложно.
word = 'Alabama'
for w in word:
print(w, end=" ")
> A l a b a m a
Как сделать цикл for с шагом
Цикл for
с шагом создается при помощи уже известной нам функции range
, куда, в качестве третьего по счету аргумента, нужно передать размер шага:
# выведем числа от 100 до 1000 с шагом 150
for nums in range(100, 1000, 150):
print(nums)
>
100
250
400
550
700
850
Обратный цикл for
Если вы еще не убедились в том, что range()
полезна, то вот ещё пример: благодаря этой функции можно взять и обойти последовательность в обратном направлении.
# выведем числа от 40 до 50 по убыванию
# для этого установим step -1
for nums in range(50, 39, -1):
print(nums)
>
50
49
48
47
46
45
44
43
42
41
40
for в одну строку
Крутая питоновская фишка, основанная на так называемых list comprehensions
или, по-русски, генераторов. Их запись, быть может, несколько сложнее для понимания, зато очевидно короче и, по некоторым данным, она работает заметно быстрее на больших массивах данных.
В общем виде генератор выглядит так:
[результирующее выражение | цикл | опциональное условие]
Приведем пример, в котором продублируем каждый символ строки inputString
:
# здесь letter * 2 — результирующее выражение; for letter in inputString — цикл, а необязательное условие опущено
double_letter = [letter * 2 for letter in "Banana"]
print(double_letter)
> ['BB', 'aa', 'nn', 'aa', 'nn', 'aa']
Другой пример, но теперь уже с условием:
# создадим список, что будет состоять из четных чисел от нуля до тридцати
# здесь if x % 2 == 0 — необязательное условие
even_nums = [x for x in range(30) if x % 2 == 0]
print(even_nums)
[0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28]
—
Цикл for в Python – это итеративная функция. Если у вас есть объект последовательности, например список, вы можете использовать цикл for для перебора элементов, содержащихся в списке.
Функциональность цикла for не сильно отличается от того, что вы видите во многих других языках программирования.
Содержание
- Базовый синтаксис
- Как вывести отдельные буквы строки?
- Использование цикла for для перебора списка или кортежа
- Вложенный цикл
- Использование с функцией range()
- Оператор break
- Оператор continue
- С (необязательным) блоком else
Базовый синтаксис
Мы можем использовать цикл for для перебора списка, кортежа или строк. Синтаксис:
for itarator_variable in sequence_name: Statements . . . Statements
Как вывести отдельные буквы строки?
Строка Python – это последовательность символов. Мы можем использовать цикл for для перебора символов и их печати.
word="anaconda" for letter in word: print (letter)
Вывод:
a n a c o n d a
Список и кортеж – повторяемые объекты. Мы можем использовать цикл для перебора их элементов.
words= ["Apple", "Banana", "Car", "Dolphin" ] for word in words: print (word)
Вывод:
Apple Banana Car Dolphin
Давайте посмотрим на пример, чтобы найти сумму чисел в кортеже:
nums = (1, 2, 3, 4) sum_nums = 0 for num in nums: sum_nums = sum_nums + num print(f'Sum of numbers is {sum_nums}') # Output # Sum of numbers is 10
Вложенный цикл
Когда у нас есть цикл for внутри другого цикла for, он называется вложенным циклом for. В следующем коде показаны вложенные циклы:
words= ["Apple", "Banana", "Car", "Dolphin" ] for word in words: #This loop is fetching word from the list print ("The following lines will print each letters of "+word) for letter in word: #This loop is fetching letter for the word print (letter) print("") #This print is used to print a blank line
Вывод
Использование с функцией range()
Python range() – одна из встроенных функций. Она используется с циклом for для выполнения блока кода определенное количество раз.
for x in range(3): print("Printing:", x) # Output # Printing: 0 # Printing: 1 # Printing: 2
Мы также можем указать параметры запуска, остановки и шага для функции диапазона.
for n in range(1, 10, 3): print("Printing with step:", n) # Output # Printing with step: 1 # Printing with step: 4 # Printing with step: 7
Оператор break
Оператор break используется для преждевременного выхода из цикла for. Он используется для прерывания цикла при выполнении определенного условия.
Допустим, у нас есть список чисел, и мы хотим проверить, присутствует ли число. Мы можем перебрать список чисел и, если число найдено, выйти из цикла, потому что нам не нужно продолжать перебирать оставшиеся элементы.
В этом случае мы будем использовать условие if else.
nums = [1, 2, 3, 4, 5, 6] n = 2 found = False for num in nums: if n == num: found = True break print(f'List contains {n}: {found}') # Output # List contains 2: True
Оператор continue
Мы можем использовать операторы continue внутри цикла, чтобы пропустить выполнение тела цикла for для определенного условия.
Допустим, у нас есть список чисел, и мы хотим вывести сумму положительных чисел. Мы можем использовать операторы continue, чтобы пропустить цикл для отрицательных чисел.
nums = [1, 2, -3, 4, -5, 6] sum_positives = 0 for num in nums: if num < 0: continue sum_positives += num print(f'Sum of Positive Numbers: {sum_positives}')
С (необязательным) блоком else
Блок else выполняется только в том случае, если цикл не завершается оператором break.
Допустим, у нас есть функция для вывода суммы чисел, когда все числа четные. Мы можем использовать оператор break, чтобы завершить цикл for, если присутствует нечетное число. Мы можем вывести сумму в части else, чтобы она выводилась, когда цикл выполняется нормально.
def print_sum_even_nums(even_nums): total = 0 for x in even_nums: if x % 2 != 0: break total += x else: print("For loop executed normally") print(f'Sum of numbers {total}') # this will print the sum print_sum_even_nums([2, 4, 6, 8]) # this won't print the sum because of an odd number in the sequence print_sum_even_nums([2, 4, 5, 8]) # Output # For loop executed normally # Sum of numbers 20
( 3 оценки, среднее 5 из 5 )
How can I iterate over a string in Python (get each character from the string, one at a time, each time through a loop)?
asked Feb 11, 2009 at 19:22
0
As Johannes pointed out,
for c in "string":
#do something with c
You can iterate pretty much anything in python using the for loop
construct,
for example, open("file.txt")
returns a file object (and opens the file), iterating over it iterates over lines in that file
with open(filename) as f:
for line in f:
# do something with line
If that seems like magic, well it kinda is, but the idea behind it is really simple.
There’s a simple iterator protocol that can be applied to any kind of object to make the for
loop work on it.
Simply implement an iterator that defines a next()
method, and implement an __iter__
method on a class to make it iterable. (the __iter__
of course, should return an iterator object, that is, an object that defines next()
)
See official documentation
vallentin
22.9k6 gold badges59 silver badges80 bronze badges
answered Feb 11, 2009 at 19:30
hasenhasen
160k64 gold badges190 silver badges229 bronze badges
3
If you need access to the index as you iterate through the string, use enumerate()
:
>>> for i, c in enumerate('test'):
... print i, c
...
0 t
1 e
2 s
3 t
answered Dec 28, 2010 at 16:54
moinudinmoinudin
132k45 gold badges189 silver badges214 bronze badges
1
Even easier:
for c in "test":
print c
Tim Cooper
156k38 gold badges330 silver badges278 bronze badges
answered Feb 11, 2009 at 19:24
Johannes WeissJohannes Weiss
52k16 gold badges102 silver badges136 bronze badges
2
Just to make a more comprehensive answer, the C way of iterating over a string can apply in Python, if you really wanna force a square peg into a round hole.
i = 0
while i < len(str):
print str[i]
i += 1
But then again, why do that when strings are inherently iterable?
for i in str:
print i
answered Feb 17, 2009 at 5:36
Andrew SzetoAndrew Szeto
1,1991 gold badge9 silver badges13 bronze badges
3
Well you can also do something interesting like this and do your job by using for loop
#suppose you have variable name
name = "Mr.Suryaa"
for index in range ( len ( name ) ):
print ( name[index] ) #just like c and c++
Answer is
M r . S u r y a a
However since range() create a list of the values which is sequence thus you can directly use the name
for e in name:
print(e)
This also produces the same result and also looks better and works with any sequence like list, tuple, and dictionary.
We have used tow Built in Functions ( BIFs in Python Community )
1) range() — range() BIF is used to create indexes
Example
for i in range ( 5 ) :
can produce 0 , 1 , 2 , 3 , 4
2) len() — len() BIF is used to find out the length of given string
answered May 20, 2017 at 14:18
If you would like to use a more functional approach to iterating over a string (perhaps to transform it somehow), you can split the string into characters, apply a function to each one, then join the resulting list of characters back into a string.
A string is inherently a list of characters, hence ‘map’ will iterate over the string — as second argument — applying the function — the first argument — to each one.
For example, here I use a simple lambda approach since all I want to do is a trivial modification to the character: here, to increment each character value:
>>> ''.join(map(lambda x: chr(ord(x)+1), "HAL"))
'IBM'
or more generally:
>>> ''.join(map(my_function, my_string))
where my_function takes a char value and returns a char value.
answered Dec 18, 2015 at 11:11
MikeWMikeW
5,3481 gold badge33 silver badges28 bronze badges
Several answers here use range
. xrange
is generally better as it returns a generator, rather than a fully-instantiated list. Where memory and or iterables of widely-varying lengths can be an issue, xrange
is superior.
answered Sep 27, 2017 at 3:20
N6151HN6151H
1501 silver badge11 bronze badges
1
You can also do the following:
txt = "Hello World!"
print (*txt, sep='n')
This does not use loops but internally print statement takes care of it.
*
unpacks the string into a list and sends it to the print statement
sep='n'
will ensure that the next char is printed on a new line
The output will be:
H
e
l
l
o
W
o
r
l
d
!
If you do need a loop statement, then as others have mentioned, you can use a for loop like this:
for x in txt: print (x)
answered Jan 9, 2021 at 8:53
Joe FerndzJoe Ferndz
8,3562 gold badges12 silver badges32 bronze badges
If you ever run in a situation where you need to get the next char of the word using __next__()
, remember to create a string_iterator
and iterate over it and not the original string (it does not have the __next__() method)
In this example, when I find a char = [
I keep looking into the next word while I don’t find ]
, so I need to use __next__
here a for loop over the string wouldn’t help
myString = "'string' 4 '['RP0', 'LC0']' '[3, 4]' '[3, '4']'"
processedInput = ""
word_iterator = myString.__iter__()
for idx, char in enumerate(word_iterator):
if char == "'":
continue
processedInput+=char
if char == '[':
next_char=word_iterator.__next__()
while(next_char != "]"):
processedInput+=next_char
next_char=word_iterator.__next__()
else:
processedInput+=next_char
answered Apr 29, 2020 at 3:15
Часто возникают ситуации, в которых вам необходимо выполнить блок кода несколько раз. Как правило, команды выполняются одна вслед за другой, но существуют способы зациклить код. Во многих языках программирования для этой цели используются инструкции циклов. В Python существуют следующют два типа цикличных выражений:
- Цикл while
- Цикл for
Цикл while в Python:
Инструкция while в Python повторяет указанный блок кода до тех пор, пока указанное в цикле условие будет оставаться истинным.
Цикл while в Python записывается следующим образом:
while условие: выражение
При этом выражением может быть как одна так и несколько инструкций. Условием может быть любое истинное или ненулевое значение. Выражение будет повторяться, пока условие будет истинным.
Когда условие становится ложным интерпретатор переводит выполнение программы на строку, следующую за циклом. Рассмотрим следующий пример цикла while в Python:
money = 10 # создаем переменную money и присваиваем ей значение 10 while money > 0: # Запускаем цикл print "We have %s dollars" % money #Мы внутри цикла. Печатаем сообщение money -= 1 # Все еще внутри цикла. Уменьшаем на один переменную money print "No more money :( Time to work now" # Мы вне цикла. Печатаем сообщение
Запустив код, вы увидите следующий результат:
Бесконечный цикл:
Цикл while становится бесконечным в случае, когда условие цикла никогда не становится ложным. Примером задачи для реализации которой необходим бесконечный цикл может быть, например, создание программы «Часы», которая бесконечно будет обновлять и отображать время. Однако, часто бесконечный цикл является ошибкой начинающего программиста, который забыл добавить изменение условия цикла. Например:
num = 1 while num < 10: print "Hello"
Не спешите запускать данный цикл, иначе ваша программа начнет бесконечное выполнение. Чтобы остановить выполнение такого скрипта — в shell нужно нажать Ctrl+C.
Цикл for в Python:
Цикл for в Python обладает способностью переберать элементы любого комплексного типа данных (например, строки или списка). В Python цикл for обладает следующим синтаксисом:
for item in sequence: statement(s)
Переменной item присваивается значение первого элемента sequence, после чего выполняется statement. Затем переменной item присваивается следующее по порядку значение и так далее до тех пор, пока не будут перебраны все элементы sequence. Например:
word = "child" # строка word bag = ["knife","wallet", "pen","notebook"] # список bag countries = { "Swiss":"Bern", "Ukraine":"Kiev", "italy":"Rome", "Australia":"Canberra", "Japan":"Tokyo" } # словарь countries for letter in word: print letter # печатаем по букве из word for item in bag: print item # печатаем по элементу из bag for county in countries: # По умолчанию цикл for проходит по ключам словарей # Но нам не составит труда получить значения ключей print "The capital of %s is %s" % (country, countries[country])
Запустив код выше получим:
Перебор комплексных типов данных по индексам:
Другой способ прохода циклом for по комплексным типам данных является проход по индексам. Как вы помните, любой элемент последовательности можно получить по его индексу. Для генерации списка индексов воспользуемся встроенной функцией range(). Например:
week_days = ["Sun","Mon","Tue","Wed","Thu","Fri","Sat"] for index in range(len(week_days)): # функция len(sequence) возвращает длину (колчество элементов) в sequence print week_day[index]
В результате программа напечатает перечень дней недели.
Команда break в Python:
Команда break в Python прекращает выполнение цикла и переводит выполнение программы на строку следующую после цикла.
Команда break работает как в цикле while та и в цикле for. Например:
# -*- coding: utf-8 -*- Устанавливаем кириллицу # пример команды break в цикле for metals = ["Cu","Fe","Al","Au","U","Mg"] for item in metals: print item if item == "Au": print "Ура! Я нашел золото!" break print "--------- Начинаем другой цикл ----------" # пример команды break в цикле while age = 40 while True: print "Мой возраст %s. Должен ходить на работу :-(" % age age += 1 if age > 65: print "Ура! Наконец-то пенсия!" break
Запустив код выше получим такой результат:
Разбираемся с основными составляющими функции в Python: аргументы, тело, возвращаемое значение. Изучаем структуру и синтаксис условного оператора if..elif..else. Учимся писать циклы for и while. Решаем задачи.
Урок 3
Функции, условные выражения и циклы
Разбираемся с основными составляющими функции в Python: аргументы, тело, возвращаемое значение. Изучаем структуру и синтаксис условного оператора if..elif..else. Учимся писать циклы for и while. Решаем задачи.
ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ БЛОК
Функция
Функция — это блок организованного, многократно используемого кода, который используется для выполнения конкретного задания. Функции обеспечивают лучшую модульность приложения и значительно повышают уровень повторного использования кода.
Существуют некоторые правила для создания функций в Python.
- Блок функции начинается с ключевого слова def, после которого следуют название функции и круглые скобки ().
- Любые аргументы, которые принимает функция, должны находиться внутри этих скобок.
- После скобок идет двоеточие : и с новой строки с отступом начинается тело функции.
Функция в Python. Синтаксис.
Т. е. функция определяется следующим образом: def <имя_функции>(<аргументы функции>):.
Пример функции:
def calc(a, b):
print(a)
print(b)
return a + b
После создания функции, ее можно исполнять вызывая из другой функции или напрямую из оболочки Python. Для вызова функции следует ввести ее имя и добавить скобки.
Например:
Выражение return прекращает выполнение функции и возвращает указанное после выражения значение. Выражение return без аргументов — это то же самое, что и выражение return None. Соответственно, теперь становится возможным, например, присваивать результат выполнения функции какой либо переменной.
Например, создадим переменную sum и присвоим ей значение :
def calc(a, b):
print(a)
print(b)
return a + b
sum = calc(21, 19)
Аргументы функции
Вызывая функцию, мы можем передавать ей следующие типы аргументов:
- Обязательные аргументы (Required arguments)
- Аргументы-ключевые слова (Keyword arguments)
- Аргументы по-умолчанию (Default arguments)
- Аргументы произвольной длины (Variable-length argumens)
Рассмотрим каждый из типов подробнее.
1. Обязательные аргументы
Если при создании функции мы указали количество передаваемых ей аргументов и их порядок, то и вызывать ее мы должны с тем же количеством аргументов, заданных в нужном порядке.
Например:
# Определим функцию hour_to_sec
# Она переводит часы в секунды
def hour_to_sec(hour, min, sec):
return hour * 60 * 60 + min * 60 + sec
# Вызовем функцию. Количество и порядок аргументов очень важны!
# Иначе результат вычислений будет неверным
>>> hour_to_sec(0, 5, 50)
350
2. Аргументы-ключевые слова
Аргументы-ключевые слова используются при вызове функции. Благодаря ключевым аргументам, вы можете задавать произвольный (то есть не такой, каким он описан при создании функции) порядок аргументов.
Например:
# Используем ту же самую функцию
def hour_to_sec(hour, min, sec):
return hour * 60 * 60 + min * 60 + sec
# Хотя в определении первым параметром идут часы,
# мы можем передать секунды в качестве первого аргумента.
# В таком случае мы обязаны указать имя параметра
>>> hour_to_sec(sec=50, hour=0, min=5)
350
3. Аргументы по-умолчанию
Аргумент по умолчанию, это аргумент, значение для которого задано изначально, при создании функции. Если при вызове функции вы не будете передавать данный аргумент, то функция возьмет его значение по-умолчанию.
Например:
# Функция принимает два параметра: имя и возраст
# Параметр age имеет значение по-умолчанию
def person(name, age=25):
print(name, 'is', age, 'years old')
# Передадим функции оба параметра и посмотрим результат
>>> person('Ivan', 19)
Ivan is 19 years old
# Теперь передадим функции только 1 параметр
# Параметр age примет свое значение по-умолчанию
>>> person('Ivan')
Ivan is 25 years old
4. Аргументы произвольной длины
Иногда возникает ситуация, когда вы заранее не знаете, какое количество аргументов будет необходимо принять функции. В этом случае следует использовать аргументы произвольной длины. Они задаются произвольным именем переменной, перед которой ставится звездочка (*).
Например:
# Определим функцию с произвольным количеством параметров
# Данная функция выводит переданные ей аргументы в консоль
def print_args(*args):
print(args)
# Вызовем функцию без аргументов
>>> print_args()
()
# Вызовем функцию с 1 аргументом
>>> print_args('Строка')
('Строка')
# Вызовем функцию с 5ю аргументами
>>> print_args(1, 'Строка', 'Еще строка', 38, 4)
(1, 'Строка', 'Еще строка', 38, 4)
Задачи по теме
Функции, их типы, причины применения. Аргументы и параметры, разновидности. Примеры использования и задачи с решениями.
Условные операторы
Условная инструкция if-elif-else (оператор ветвления) — основной инструмент выбора в Python. Говоря простым языком, она выбирает, какое действие следует выполнить, в зависимости от значения переменных в момент проверки условия. Существует несколько вариаций использования данной инструкции.
1. Условная конструкция if
Команда if в Python работает по той же схеме, что и в других языках программирования. Она содержит в себе логическое условие, и если это условие истинно (равно True) — выполнится блок кода, записанный внутри команды if. Если же логическое условие ложно (равно False), то блок кода записанный внутри команды if пропускается, а выполнение кода переходит на следующую после блока if строчку кода.
# Если число больше нуля, печатаем сообщение с данной информацией
# Если число НЕ больше нуля, то пропускаем содержимое блока if
# Переходим с следующей команде программы
if number > 0:
print('Число больше нуля')
print('Идем дальше')
2. Конструкция if…else
В конструкцию if может быть добавлена команда else. Она содержит блок кода, который выполняется, если условие в команде if ложно.
Команда else является опциональной, в каждой if — конструкции может быть только одна команда else.
Например:
# Если выражение number > 0 истинно, то печатаем 'Число больше нуля'
# Если выражение number > 0 ложно, то печатаем 'Число меньше либо равно нулю'
if number > 0:
print('Число больше нуля')
else
print('Число меньше либо равно нулю')
3. Команда elif
Команда elif позволяет проверить истинность нескольких выражений и в зависимости от результата проверки выполнить нужный блок кода.
Как и команда else, команда elif является опциональной, однако, в отличие от команды else, у одной if-конструкции может существовать произвольное количество команд elif.
Например:
if number > 0:
print('Число больше 0')
elif number == 0:
print('Число равно 0')
else
print('Число меньше 0')
А как же switch..case?
Условные конструкции, это типичная структура для реализации механизма принятия решений, и они существуют в подавляющем большинстве языков программирования. Обратите внимание, что базовый Python не поддерживает конструкцию switch/case, как, например, JavaScript, но ее можно реализовать при помощи if…elif…else конструкции.
Задачи по теме
Особенности и структура условных выражений в Python. Полные и неполные условные выражения, примеры задач с решениями.
Проверка истинности в Python
Основные принципы проверки истинности выражений:
- Любое число, не равное 0, или непустой объект — истина.
- Числа, равные 0, пустые объекты и значение None — ложь.
- Операции сравнения применяются к структурам данных рекурсивно.
- Операции сравнения возвращают True или False
Логические операторы:
Циклы
Циклы While и For в Python. Синтаксис.
Часто возникают ситуации, в которых вам необходимо выполнить блок кода несколько раз. Как правило, команды выполняются одна вслед за другой, но существуют способы зациклить код. Во многих языках программирования для этой цели используются инструкции циклов. В Python существуют следующие два типа цикличных выражений:
- Цикл while
- Цикл for
.Поговорим о каждом из них более подробно.
1. Цикл while в Python
Инструкция while в Python повторяет указанный блок кода до тех пор, пока указанное в цикле условие будет оставаться истинным. While — один из самых универсальных циклов в Python, поэтому довольно медленный.
Цикл while записывается следующим образом:
while <условие>:
<выражение>
При этом выражением может быть как одна так и несколько инструкций. Условием может быть любое истинное или не нулевое значение. Выражение будет повторяться, пока условие будет истинным.
Когда условие становится ложным интерпретатор переводит выполнение программы на строку, следующую за циклом. Рассмотрим следующий пример цикла:
apples = 5
# Запускаем цикл
while(apples > 0):
# Работаем внутри цикла, печатаем сообщение
print('We have', apples, 'apples')
# Уменьшаем счетчик на 1
apples -= 1
# Вышли из цикла
print('We have no apples any more!')
А вот как выглядит результат выполнения:
Терминал — интерактивный режим
>>> count_apples(5)
We have 5 apples
We have 4 apples
We have 3 apples
We have 2 apples
We have 1 apples
We have no apples any more!
Бесконечный цикл
Цикл while становится бесконечным в случае, когда условие цикла никогда не становится ложным. Примером задачи, для реализации которой необходим бесконечный цикл, может быть, например, создание программы «Часы», которая бесконечно будет обновлять и отображать время. Однако, часто бесконечный цикл является ошибкой начинающего программиста, который забыл добавить изменение условия цикла. Например:
num = 1
while num < 10 :
____print(‘We are still in cycle!’)
Не спешите запускать данный цикл, иначе ваша программа начнет бесконечное выполнение.
Задачи по теме
Задачи по циклам в Python: for, while. Синтаксис, особенности выхода из циклов, вложенные циклы.
2. Цикл for в Python
Цикл for уже чуточку сложнее, чуть менее универсальный, но выполняется гораздо быстрее цикла while. Этот цикл проходится по любому итерируемому объекту (например, строке или списку), и во время каждого прохода выполняет тело цикла. Синтаксис данного цикл выглядит следующим образом:
for <элемент> in <последовательность>:
<выражение>
Переменной присваивается значение первого элемента последовательности, после чего выполняется выражение(или несколько выражений) внутри цикла. Затем переменной присваивается следующее по порядку значение и так далее до тех пор, пока не будут перебраны все элементы последовательности.
Например:
# Перебираем буквы в строке
word = 'Слово'
for letter in word:
print(letter)
# Результат выполнения
С
л
о
в
о
# Перебираем элементы списка
shopping_list = ['milk', 'bread', 'cucumber', 'butter']
for element in shopping_list:
print(element)
# Результат выполнения
milk
bread
cucumber
butter
# Перебираем элементы словаря
# По-умолчанию цикл проходится по ключам словаря
# Значение по ключу получаем самостоятельно seasons[s]
seasons = {1: 'Зима', 2: 'Весна', 3: 'Лето', 4: 'Осень'}
for s in seasons:
print('Номер сезона:', s)
print('Название:', seasons[s])
# Результат выполнения
Номер сезона: 1
Название: Зима
Номер сезона: 2
Название: Весна
Номер сезона: 3
Название: Лето
Номер сезона: 4
Название: Осень
Операторы continue и break
Оператор continue начинает следующий проход цикла, минуя оставшееся тело цикла ( for или while). Пример:
for letter in ‘Стол’:
____if letter == ‘т’:
________continue
____print(letter)
Результат выполнения:
С
о
л
Оператор break досрочно прерывает цикл. Пример:
for letter in ‘Стол’:
____if letter == ‘т’:
________break
____print(letter)
Результат выполнения:
С
Функция range()
range() является универсальной функцией питона для создания списков( list), содержащих арифметическую прогрессию. Чаще всего она используется в циклах for.
Функция range() может принимать от одного до трех аргументов, при этом аргументами должны быть целые числа ( int). Так выглядит стандартный вызов функции range():
range(старт, стоп, шаг)
# Возвращает список целых чисел в форме
[старт, старт + шаг, старт + шаг*2 ..]
По умолчанию старт равняется нулю, шаг единице.
Примеры использований функции range() :
# Создаем последовательность с шагом 1
>>> for i in range(1, 5):
... print(i)
1
2
3
4
# Создаем последовательность с шагом 3
>>> for i in range(0, 11, 3):
... print(i)
0
3
6
9
Таким образом, функция range() позволяет нам генерировать ряд чисел в рамках заданного диапазона. В зависимости от того, как много аргументов вы передаете функции, вы можете решить, где этот ряд чисел начнется и закончится, а также насколько велика разница будет между двумя числами.
ПРАКТИЧЕСКИЙ БЛОК
Что такое IDE?
IDE (или интегрированная среда разработки) — это программа, предназначенная для разработки программного обеспечения. Как следует из названия, IDE объединяет несколько инструментов, специально предназначенных для разработки. Эти инструменты обычно включают:
- Редактор, предназначенный для работы с кодом (например, подсветка синтаксиса и автодополнение)
- Инструменты сборки, выполнения и отладки
- Определённую форму системы управления версиями.
Большинство IDE поддерживают множество языков программирования и имеют много функций, из-за чего могут быть большими, занимать много времени для загрузки и установки и требуют глубоких знаний для правильного использования.
С другой стороны, есть редакторы кода, которые представляют собой текстовый редактор с подсветкой синтаксиса и возможностями форматирования кода. Большинство хороших редакторов кода могут выполнять код и использовать отладчик, а лучшие даже могут взаимодействовать с системами управления версиями. По сравнению с IDE, хороший редактор кода, как правило, легковесней и быстрее, но зачастую ценой меньшей функциональности.
Итак, что нам нужно от среды разработки? Набор функций разных сред может отличаться, но есть набор базовых вещей, упрощающих программирование:
- Сохранение файлов.
- Запуск кода из среды.
- Поддержка отладки, т. е. возможности пошагового выполнения кода.
- Подсветка синтаксиса.
- Автоматическое форматирование кода.
PyCharm
Одной из лучших полнофункциональных IDE, предназначенных именно для Python, является PyCharm. Существует как бесплатный open-source (Community), так и платный (Professional) варианты IDE. PyCharm доступен на Windows, Mac OS X и Linux.
PyCharm «из коробки» поддерживает разработку на Python напрямую — откройте новый файл и начинайте писать код. Вы можете запускать и отлаживать код прямо из PyCharm. Кроме того, в IDE есть поддержка проектов и системы управления версиями.
Преимущества использования PyCharm: это среда разработки для Python с поддержкой всего и вся и хорошим коммьюнити. В ней «из коробки» можно редактировать, запускать и отлаживать Python-код.
Недостатки: PyCharm может медленно загружаться, а настройки по умолчанию, возможно, придётся подкорректировать для существующих проектов.
Установка PyCharm
Как установить PyCharm? Легко! Выполняем несколько простых шагов:
- Скачиваем установочный файл с официального сайта. Обратите внимание, что качать надо бесплатную Community версию. Ссылка на страницу для скачивания: https://www.jetbrains.com/pycharm…
- Запустите установочный файл и следуйте инструкциям.
Демонстрацию установки PyCharm смотрите ниже в записи:
Хронометраж
00:25 Установка IDE PyCharm(Windows)
03:30 Настройка и запуск первой программы(Windows)
07:00 Установка IDE PyCharm(MacOS)
08:00 Настройка и запуск первой программы(MacOS)
Разбираем задачи
Мы с вами изучили, как работать с условными выражениями и циклами в Python. Также выяснили, что для работы нам понадобится IDE PyCharm и получили инструкции по ее установке. Теперь пришло время воспользоваться нашими новыми знаниями и инструментами.
Приводим вам небольшой список задачек для тренировки:
Подробный разбор решения задач:
Хронометраж
00:40 Синтаксис функции
04:40 Отладка программы(Debug)
09:35 Точка входа в программу
12:00 Задача 1
18:40 Задача 2
27:10 Задача 3
Домашнее задание
Предлагаем вам выполнить следующие действия:
1. Установить PyCharm(см. инструкцию по установке PyCharm в соответствующем пункте практической части урока)
2. Написать 2 небольших программы в качестве решения к следующим задачам:
Задача 1
Дан список lst = [11, 5, 8, 32, 15, 3, 20, 132, 21, 4, 555, 9, 20].
Необходимо вывести элементы, которые одновременно 1) меньше 30 и 2) делятся на 3 без остатка. Все остальные элементы списка необходимо просуммировать и вывести конечный результат.
Задача 2
Написать функцию month_to_season(), которая принимает 1 аргумент — номер месяца — и возвращает название сезона, к которому относится этот месяц.
Например, передаем 2, на выходе получаем ‘Зима’.
Делитесь возможными решениями задач в комментариях. Также предлагаем вам к рассмотрению и изучению наши варианты решений и соответствующие комментарии к каждому из заданий.
Как вам материал?