Разберем особенности условного цикла: в каких случаях необходимо использовать while, как управлять работой бесконечного цикла, и когда while лучше заменить циклом for. В конце статьи – практические задания и пример простейшей игры.

← Часть 9 Особенности цикла for

Цикл while в Python

В прошлой статье мы изучали цикл for – он используется в тех случаях, когда заранее известно количество итераций, совершаемых в цикле. Число исполнений цикла for определяется функцией range() или размером коллекции. Если диапазон значений не известен заранее, необходимо использовать другой цикл – while: он выполняется, пока не наступит определенное событие (или не выполнится необходимое условие). По этой причине цикл while называют условным. Вот пример простейшего цикла while – он выполняется, пока пользователь не введет 0:

         n = int(input()) while n != 0:     print(n + 5)     n = int(input())      

Цикл while также часто называют бесконечным, поскольку он может выполняться до тех пор, пока пользователь не остановит его нажатием определенной клавиши. Бесконечные циклы можно создавать намеренно – для выполнения фонового скрипта, игры, прикладной программы. Но иногда цикл while может стать бесконечным из-за ошибки. Например, если в приведенном выше коде не указать ввод новой переменной n = int(input()) в теле цикла, while будет бесконечно выводить одно и то же значение, пока пользователь не остановит выполнение программы нажатием Ctrl + C.

Управление бесконечным циклом while в Питоне

Самый простой способ управления бесконечным циклом – использование оператора break. В приведенном ниже коде список lst генерируется случайным образом, и до начала цикла его длина неизвестна. Однако выполнение цикла можно оставить, как только список опустеет в результате многократного выполнения операции pop():

         import random lst = [i for i in range(random.randint(5, 500))] while True:     if not lst:         break     print(lst.pop())      

Если выполнение цикла не остановить сразу же, как только список опустеет, появится ошибка:

         IndexError: pop from empty list     

Оператор break также помогает сократить количество итераций и прекратить выполнение программы, как только нужное решение найдено. Например, таким образом можно найти наименьший делитель числа n, отличный от 1:

         n = int(input()) i = 2 while True:     if n % i == 0:         break     i += 1 print(i)      

Помимо break, управлять бесконечным циклом можно с помощью флагов (сигнальных меток). В приведенном ниже примере программа бесконечно запрашивает у пользователя ввод любого слова, пока пользователь не введет exit. Это событие меняет статус цикла на False, и работа программы завершается:

         text = 'Введите любое слово: ' text += 'nИли введите exit для выхода: '  active = True while active:     message = input(text)     if message == 'exit':         active = False     else:          print(message)      

Пропуск итераций в цикле while

Оператор continue можно использовать для пропуска операций, если элементы не соответствуют заданным критериям. Этот код работает, пока не будет сформирован список из 5 элементов – при этом в список не включаются числа в диапазоне между 90 и 120, а также число 50:

         sp = [] while len(sp) < 5:     num = int(input())     if num == 50 or 90 <= num <= 120:         continue     sp.append(num)   print(sp)      

Если пользователь введет набор цифр 45 50 121 119 95 105 3 4 7, в список будут добавлены только числа, соответствующие критериям:

         [45, 121, 3, 4, 7]     

Особенности цикла while

1. В цикле while можно использовать опциональный параметр else. В этом примере процедура pop() выполняется, пока список не опустеет, после чего выводится сообщение Список пуст:

         import random lst = [i for i in range(random.randint(5, 500))] while len(lst) > 1:     print(lst.pop()) else:     print('Список пуст')      

2. В цикле while можно использовать любое количество условий и условных операторов and, or, иnot:

         n = int(input()) while True:     if n == 0:         break     elif n > 50 or n <= -50:         break     elif n % 2 == 0:         break     print(n / 5)     n = int(input())      

3. Цикл while может быть вложенным. Этот код выводит простые числа из диапазона от 2 до 100:

         i = 2 while(i < 100):    j = 2    while j <= i / j:       if not i % j:           break       j = j + 1    if j > i / j:        print(f'{i} - простое число')    i = i + 1      

4. В качестве вложенных циклов while могут включать в себя циклы for. Этот код, к примеру, будет бесконечно печатать цифры в диапазоне от 0 до 5:

         while True:     for i in range(5):         print(i)      

5. Любой цикл for можно заменить циклом while, но обратное возможно только в том случае, когда количество итераций можно определить до начала цикла. К примеру, эти циклы while и for равнозначны – оба печатают цифры от 0 до 9:

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

А этот цикл while заменить циклом for невозможно – программа будет бесконечно возводить в квадрат все введенные пользователем числа, пока не получит 0:

         n = int(input()) while True:     if n == 0:         break     print(n ** 2)     n = int(input())      

Практика

Задание 1

Напишите программу, которая принимает на вход целые числа и вычисляет их сумму, пока пользователь не введет 0.

Пример ввода:

         4 5 6 0      

Вывод:

         15     

Решение:

         summa = 0 while True:     n = int(input())     summa += n     if n == 0:         break print(summa)      

Задание 2

Напишите программу, которая получает от пользователя число n > 100, и вычисляет (без использования методов строк) произведение цифр, из которых n состоит.

Пример ввода:

         335     

Вывод:

         45     

Решение:

         n = int(input()) prod = 1  while n:     prod *= n % 10     n //= 10 print(prod)      

Задание 3

Напишите программу, которая получает на вход два числа a и b, и находит наименьшее число c, которое без остатка делится на a и b.

Пример ввода:

         7 12     

Вывод:

         84     

Решение:

         a, b = int(input()), int(input()) c = a while c % b:     c += a print(c)      

Задание 4

Напишите программу, которая составляет строку из полученных от пользователя слов, пока длина строки не достигнет 50 символов. Слова, начинающиеся с гласных, в строку не включаются.

Пример ввода:

         о бойся Бармаглота сын он так свиреп и дик а в глуще рымит      

Вывод:

         бойся Бармаглота сын так свиреп дик в глуще рымит     

Решение:

         st = '' while len(st) < 50:     word = input()     if word[0] in 'аиеёоуыэюя':         continue     st += ' ' + word print(st)      

Задание 5

Напишите программу для конвертации числа из десятичного системы в двоичную без использования функции bin().

Пример ввода:

         25     

Вывод:

         11001     

Решение:

         n = int(input()) result = '' while n > 0:     result = str(n % 2) + result     n = n // 2 print(result)      

Задание 6

Напишите программу, которая получает на вход число и без использования строковых методов переставляет цифры в обратном порядке.

Пример ввода:

         176435     

Вывод:

         534671     

Решение:

         n = int(input()) rev = 0 while n!= 0:     r = n % 10     rev = rev * 10 + r     n = n // 10 print(rev)      

Задание 7

Напишите программу для вычисления факториала числа n без использования функции math.factorial().

Пример ввода:

         7     

Вывод:

         5040     

Решение:

         n = int(input()) fact = 1  while n > 1:     fact *= n      n -= 1 print(fact)      

Задание 8

Напишите программу, которая получает от пользователя число n и определяет, является ли оно простым, или у него есть делители, кроме 1 и самого себя.

Пример ввода:

         60     

Вывод:

         60 делится на 2 60 делится на 3 60 делится на 4 60 делится на 5 60 делится на 6 60 делится на 10 60 делится на 12 60 делится на 15 60 делится на 20 60 делится на 30 Таким образом, 60 не является простым числом      

Решение:

         n = int(input()) flag = False i = 2 while i < n:     if n % i ==0:         flag = True         print(f'{n} делится на {i}')     i += 1    if flag:     print(f'Таким образом, {n} не является простым числом') else:     print(f'{n} - простое число')      

Задание 9

Напишите программу, использующую вложенный цикл while для вывода треугольника размером n x n х n, состоящего из символов*.

Пример ввода:

         6     

Вывод:

         * ** *** **** ***** ******      

Решение:

         n = int(input()) i, j = 0, 0 while i < n:     while j <= i:         print('*', end='')         j += 1     j = 0     i += 1     print('')      

Задание 10

Напишите программу для запоминания английских названий месяцев:

1. Русские названия месяцев выводятся в случайном порядке с помощью метода random.shuffle().

2. Пользователь получает три попытки для написания правильного названия на английском.

3. После трех неверных попыток программа переходит к другому слову.

Пример ввода:

         Месяц март по-английски называется: march Месяц январь по-английски называется: January Месяц август по-английски называется: august Месяц май по-английски называется: may Месяц апрель по-английски называется: aprile Неверно! Осталось попыток: 2 Месяц апрель по-английски называется: aprill Неверно! Осталось попыток: 1 Месяц апрель по-английски называется: appril Неверно! Осталось попыток: 0 Попытки исчерпаны! Месяц июль по-английски называется: july Месяц сентябрь по-английски называется: september Месяц июнь по-английски называется: june Месяц октябрь по-английски называется: october Месяц ноябрь по-английски называется: november Месяц декабрь по-английски называется: december Месяц февраль по-английски называется: february      

Вывод:

         Конец игры Количество правильных ответов: 11 Число ошибок: 3      

Решение:

         import random correct, wrong, attempts = 0, 0, 3 months = {'январь': 'January', 'февраль': 'February', 'март': 'March',           'апрель': 'April', 'май': 'May', 'июнь': 'June',            'июль': 'July', 'август': 'August', 'сентябрь': 'September',           'октябрь': 'October', 'ноябрь': 'November', 'декабрь': 'December'} rand_keys = list(months.keys()) random.shuffle(rand_keys) for key in rand_keys:     counter = 0     while counter < attempts:         spelling = input(f'Месяц {key} по-английски называется: ')         if spelling.title() == months[key]:             correct += 1             break         else:             counter += 1             wrong += 1             print(f'Неверно! Осталось попыток: {attempts - counter}')     else:         print(f'Попытки исчерпаны!')          print('Конец игры') print(f'Количество правильных ответов: {correct}') print(f'Число ошибок: {wrong}')      

Подведем итоги

Цикл while используют в случаях, когда число итераций невозможно оценить заранее. Во всех остальных случаях лучше применять цикл for. Чтобы цикл while случайно не превратился в бесконечный, стоит продумать все события и условия, которые должны приводить к своевременному прерыванию программы.

В следующей статье приступим к изучению функций.

***

Содержание самоучителя

1. Особенности, сферы применения, установка, онлайн IDE
2. Все, что нужно для изучения Python с нуля – книги, сайты, каналы и курсы
3. Типы данных: преобразование и базовые операции
4. Методы работы со строками
5. Методы работы со списками и списковыми включениями
6. Методы работы со словарями и генераторами словарей
7. Методы работы с кортежами
8. Методы работы со множествами
9. Особенности цикла for
10. Условный цикл while