Цикли в PYTHON

Заняття 5

До моменту вивчення циклів у школі  програмування для багатьох школярів є чимось складним, вони не розуміють переваг комп’ютера над тими самими діями, виконаними «вручну». Звичайно, швидше учні розв’яжуть задачі на слідування та розгалудження вручну, ніж напишуть програму і побачать результат роботи на екрані. Саме цикли показують переваги програмування над самостійним розв’язуванням задачі. Отже, цикли …

На мові PYTHON є два види циклів: перелік і умовний. Розпочнемо з першого.

Цикл «перелік» записується так:

for i in range(n):

    тіло циклу

Змінна і пробігає значення певного діапазону записаного у функції range() і для кожного значення виконується деяка послідовність команд, яка називається тілом циклу. Як видно із запису, тіло циклу знаходиться правіше оператора for.

Розглянемо параметри функції range(). У наведеному записі змінна n задає інтервал від 0 до n-1 включно (всього n значень). Тобто, спочатку змінна і набуває значення 0 і для цього значення виконуються всі команди у циклі. Наступне значення змінної і є 1, потім 2, потім 3 і т.д., поки не досягне значення n, для якого цикл вже не виконується. У випадку запуску циклу не з нуля, то вводиться ще один параметр – початкове значення. Наприклад,

for i in range(3,n):

    тіло циклу

Значення змінної і розпочинається з 3, потім 4, і т.д. і закінчується n-1.

Якщо ввести ще один параметр, то отримаємо …Спробуйте зрозуміти самостійно :)

n=10

for i in range(3,n,2):

    print(i, end=’ ’)

Програма виведе результат:

3 5 7 9

Здогадалися? Змінна і змінює значення з певним кроком, який задається у третьому параметрі. Більш формально можна сказати так:

Функція range(x,y,d) задає інтервал від х до y-1 включно з кроком d, тобто x, x+d, x+2d, x+3d, … поки не досягне значення, рівного y або більше, для яких вона не виконується. Якщо значення d<0, то повинно бути x>y. Наприклад, для виведення чисел від 100 до 1 потрібно записати так:

for i in range(100,0,-1):

    print(i, end=’ ’)

Розглянемо цикл з умовою. Цей цикл записується практично так само як і в PASCAL, тільки замість оператора do ставиться двокрапка

x=1

while x<10:

    print(x**2)

    x+=2

Програма виводить у окремих рядках квадрати непарних одноцифрових чисел. Зверніть увагу, що тіло циклу знаходиться правіше оператора while.

Звичайно, що умова циклу може бути як проста так і складна. Наприклад, для того щоб цикл повторювався, поки не дотягнеться певний результат, наприклад, поки позиція об’єкта (i, j) не співпаде з координатою (x, y), цикл запишеться так:

 while not(x==i and y==j):

    тіло циклу

Якщо під час виконання циклу потрібно відокремити окремий випадок, наприклад, не опрацьовувати його або вийти з циклу, то для цього використовуються оператори continue та break. Перший оператор переходить на початок циклу (до наступної ітерації), не опрацьовуючи дані, а другий виходить із циклу. Звичайно, для цих операторів всередині тіла циклу повинна прописана умова, для яких вона виконується.

Наприклад, при виведенні коренів рівняння (х^3+x^2-10x+8)/(x^2-6x+5)=0  в діапазоні [0;10] необхідно пропускати пошук і виведення кореня для тих випадків, коли знаменник дорівнює нулю, тому слід використати оператор continue.

for x in range(11):

    if x**2-6*x+5==0:

             continue

    if x**3+x**2-10*x+8==0:

             print(x, end=’ ‘)

Програма виведе число 2, бо  число 1 пропустить (знаменник дорівнює нулю), а корінь -4 не входить в область пошуку.

Коли ж потрібно зупинитися на відшукання лише одного кореня, то після його знаходження потрібно вийти із циклу за допомогою оператора break.

for x in range(-10,11):

    if x**2-6*x+5==0:

             continue

    if x**3+x**2-10*x+8==0:

             print(x, end=’ ‘)

                   break

Програма виведе число -4 і одразу вийде з циклу.

Розглянемо кілька прикладів.

Приклад 1.

Дано натуральне число n. Знайти n! (добуток всіх натуральних чисел, що не перевищує n, тобто 1*2*3*…*n).

Вхід                                              Вихід

6                                                    720

n=int(input())

p=1

for i in range(1,n+1):

    p*=i

print(p)

Приклад 2.

Дано натуральне число n. Знайти суму його цифр.

Вхід                                               Вихід

342                                                 9

n=int(input())

s=0

while n>0:

    s+=n%10           (знаходимо останню цифру і додаємо до суми)

n//=10                (відкидаємо останню цифру)

print(s)

Приклад 3.

Дано натуральне число n (n≤9). Вивести числові східці, у якій і-ий рядок складається із східців від 1 до і.

Вхід                                           Вихід

4                                                 1

                                                   12

                                                   123

                                                   1234

n=int(input())

for i in range(1,n+1):

    for j in range(1,i):

             print(j, end=’’)

    print(i)

Приклад 4.

Дано послідовність чисел по одному в кожному рядку, що закінчуються нулем. Знати середнє арифметичне їх значення. Число 0 обробляти не потрібно. Числа в послідовності є натуральними.

Вхід                                              Вихід

4                                                    5.5

5                                                

12                                              

1                                                

0

s=0

n=0

a=int(input())

while a!=0:

    s+=a

    n+=1

    a=int(input())

print(s/n)

На цьому закінчимо заняття, а на наступному розглянемо створення використання власних функцій. До зустрічі.