В прошлый раз вы узнали, как работают инструкции if и циклы for в Python. В этот раз стоит поговорить о том, как объединять их. На практических примерах вы узнаете, как совмещать несколько циклов for, а также — один цикл for с инструкцией if.
Это практическое руководство! Желательно повторять те части, где нужно писать код, и решать задачи в конце статьи! Также рекомендуется вернуться к прошлым материалам.
Цикл for внутри цикла for — или просто вложенный цикл for
Чем сложнее проект, над которым ведется работа, тем больше вероятность, что придется работать с вложенным циклом for. Это значит, что будет одна итерация с другой итерацией внутри нее.
Предположим, что есть 9 сериалов в трех категориях: комедии, мультфильмы и драмы. Они представлены во вложенном списке Python («списки в списке»):
my_movies = [[‘How I Met Your Mother’, ‘Friends’, ‘Silicon Valley’], [‘Family Guy’, ‘South Park’, ‘Rick and Morty’], [‘Breaking Bad’, ‘Game of Thrones’, ‘The Wire’]]
Необходимо посчитать символы в этих названиях и вывести результаты один за одним на экране в таком формате:
28 Вложенные циклы Python
«The title [movie_title] is [X] characters long.»
Как это можно сделать? Поскольку в основном списке есть три списка, чтобы получить их названия нужно перебрать элементы my_movies . Это нужно сделать и в основном списке, и в каждом вложенном:
for sublist in my_movies: for movie_name in sublist: char_num = len(movie_name) print(«The title » + movie_name + » is » + str(char_num) + » characters long.»)
Примечание: len() — это функция Python, которая выводит целое число. Чтобы сделать его «выводимым», нужно превратить число в строку. О том, как это сделать, говорилось в прошлом руководстве.
Циклы for в Python может быть сложно понять вначале, а с вложенными циклами все еще сложнее. Поэтому чтобы разобраться с тем, что происходит, нужно взять ручку и бумагу и попробовать воспроизвести скрипт так, будто вы компьютер — пройти через каждый шаг и выписать результаты.
И еще кое-что:
Синтаксис! Правила те же, что были при изучении простых циклов for. Единственное, на чем важно сделать акцент — отступы. Только используя корректные отступы в Python, вы сможете сообщить языку, в каком именно блоке цикла (внешнем или внутреннем) нужно применить тот или иной код. Попробуйте сделать следующее и обнаружить отличия в этих примерах:
Инструкции if в цикле for
Внутри цикла for также можно использовать инструкции if.
В качестве примера можно привести известное упражнение, которое предлагают junior-специалистам в сфере data science:
#25. Вложенные циклы. Примеры задач с вложенными циклами | Python для начинающих
Переберите числа до 99. Выводите «fizz» для каждого числа, которое делится на 3, «buzz» — для тех, что делятся на 5 и «fizzbuzz» — для тех, что делятся на 3 и на 5! Если число не делится, выводите тире (’-’)
for i in range(100): if i % 3 == 0 and i % 5 == 0: print(‘fizzbuzz’) elif i % 3 == 0: print(‘fizz’) elif i % 5 == 0: print(‘buzz’) else: print(‘-‘)
Как видно в примере, инструкция if в цикле for отлично подходит, чтобы оценить диапазон чисел (или, например, элементы списка) и разбить их по категориям. Таким же образом к ним можно применить функции или просто вывести.
Важно: при использовании инструкции if в цикле for будьте особенно внимательно с отступами, потому что если что-то упустить, то программа работать не будет.
Break
В Python есть удобный инструмент потока, который идеально подходит для управления инструкциями if в циклах for. Это инструкция break .
Найдете первое 7-значное число, которое делится на 137? (Только одно — первое).
for i in range(0, 10000000, 137): if len(str(i)) == 7: print(i) break
Этот цикл берет каждое 137-е число ( for i in range (0, 10000000, 137) ) и проверяет, используется ли в нем 7 цифр или нет ( if len(str(i) == 7 ). Как только он получит первое 7-значное число, инструкция if станет истинной ( True ), и произойдут две вещи:
- print(i) — число выведется на экран
- break прервет цикл, чтобы первое 7-значное число было также и последним на экране.
Узнать больше о break (и его брате близнеце, continue ) можно в статье: Синтаксис, возможности и подводные камни цикла for Python 3.
Примечание: эту задачу можно решить еще проще с помощью цикла while . Но поскольку руководства по этому циклу еще нет, здесь был использован подход цикл for + break .
Проверьте себя!
Пришло время узнать, насколько вы разобрались с инструкцией if, циклами for и их объединением. Попробуйте решить следующее задание.
Создайте скрипт на Python, который узнает ваш возраст максимум с 8 попыток. Он должен задавать только один вопрос: угадывать возраст (например, «Вам 67 лет?»). Отвечать же можно одним из трех вариантов:
Основываясь на ответе, компьютер должен делать новые попытки до тех пор, пока не узнает корректный возраст.
Примечание: для решения задачи нужно изучить новую функцию input() . Больше о ней здесь.
Решение
Вот код решения.
Примечание: решить задачу можно и с помощью цикла while . Но поскольку он еще не рассматривался, был выбран вариант с for.
down = 0 up = 100 for i in range(1,10): guessed_age = int((up + down) / 2) answer = input(‘Are you ‘ + str(guessed_age) + » years old?») if answer == ‘correct’: print(«Nice») break elif answer == ‘less’: up = guessed_age elif answer == ‘more’: down = guessed_age else: print(‘wrong answer’)
Логика решения следующая:
-
Устанавливаем диапазон от 0 до 100, предполагая, что возраст «игрока» будет где-то посередине.
down = 0 up = 100
guessed_age = int((up + down) / 2) answer = input(‘Are you ‘ + str(guessed_age) + » years old?»)
- Если возраст угадан, скрипт заканчивается и возвращает определенный ответ.
if answer == ‘correct’: print(«Nice») break
- Если ответ «меньше», тогда цикл начинается сначала, но перед этим максимальное значение диапазона устанавливается на уровне последнего предположения (Так, вторая итерация будет искать середину между 0 и 50).
elif answer == ‘less’: up = guessed_age
elif answer == ‘more’: down = guessed_age
else: print(‘wrong answer’)
Итого
Теперь вы знаете о:
- Вложенных циклах for в Python
- Объединении циклов for и инструкций if
Это уже не базовый уровень Python, а переход к среднему. Использование этих инструментов предполагает понимание логики Python 3 и постоянной практики.
В серии этих руководств осталось всего два урока. Продолжайте, чтобы узнать все об основах синтаксиса Python.
Источник: pythonru.com
23. Вложенные циклы
В теле любого оператора цикла могут находиться другие операторы цикла. При этом цикл, содержащий в себе другой, называютвнешним, а цикл, находящийся в теле первого — внутренним (вложенным). Правила организации внешнего и внутреннего циклов такие же, как и для простого цикла.
Обратите внимание — при программировании вложенных циклов необходимо соблюдать следующее дополнительное условие:все операторы внутреннего цикла должны полностью располагаться в теле внешнего цикла.
Рассмотрим задачу вывода на экран таблицы умножения, решение которой предполагает применение вложенных циклов. С использованием цикла for соответствующий фрагмент программы имеет вид:
var i, j :byte; begin for i:= 1 to 10 do for j:=1 to 10 do writeln (i,’*’,j,’=’,i*j); end;
Проанализируем действие данной программы. В разделе описания переменных описываются переменные I, J целого типаbyte, выполняющие функции управляющих переменных циклов for.
Выполнение программы начинается с внешнего цикла. При первом обращении к оператору внешнего цикла for вычисляются значения начального (1) и конечного (10) параметров цикла и управляющей переменной I присваивается начальное значение 1.
Затем циклически выполняется следующее:
1. Проверяется условие I
2. Если оно соблюдается, то выполняется оператор в теле цикла, т. е. выполняется внутренний цикл.
• При первом обращении к оператору внутреннего цикла for вычисляются значения начального (1) и конечного (10) параметров цикла и управляющей переменной J присваивается начальное значение 1.
Затем циклически выполняется следующее:
• Проверяется условие J
• Если оно удовлетворяется, то выполняется оператор в теле цикла, т. е. оператор Writeln(I,’ * ‘,J,’ = ‘,I*J), выводящий на экран строку таблицы умножения в соответствии с текущими значениями переменных I и J.
Таким образом, на примере печати таблицы умножения и на блок-схеме (рис. 3.5) наглядно показано, что при вложении циклов внутренний цикл выполняется полностью от начального до конечного значения параметра, при неизменном значении параметра внешнего цикла. Затем значение параметра внешнего цикла изменяется на единицу, и опять от начала и до конца выполняетсявложенный цикл. И так до тех пор, пока значение параметра внешнего цикла не станет больше конечного значения, определенного в операторе for внешнего цикла.
Рис. 3.5. Условное обозначение на схемах алгоритмов вложенных циклов с параметром
Еще один вариант программы, выводящей на экран таблицу умножения, но уже в виде «квадрата Пифагора», приведен ниже. Использование оператора writeln в теле внешнего цикла по i позволяет выполнить перевод курсора в начало следующей строки экрана при завершении вывода предыдущей.
24. Организация циклов с помощью операторов if и goto Циклы используются для организации многократно повторяющихся вычислений. Любой цикл состоит из тела цикла, то есть тех операторов, которые выполняются несколько раз, начальных установок, модификации параметра цикла и проверки условия продолжения выполнения цикла, которое записывается в виде логического выражения (рис. 2.1).
Выход из цикла может быть организован как при истинности выражения – «Да», так и при его неистинности «Нет» (на рис. 2.1 лишь пример выхода по – «Нет»). Один проход цикла называется итерацией. Проверка условия выполняется на каждой итерации либо до тела цикла (тогда говорят о цикле с предусловием), либо после тела цикла (цикл с постусловием).
Разница между ними состоит в том, что тело цикла с постусловием всегда выполняется хотя бы один раз, после чего проверяется, надо ли его выполнять еще раз. Проверка необходимости выполнения цикла с предусловием делается до тела цикла, поэтому возможно, что он не выполнится ни разу. 
Рис.
3.1, Структурные схемы операторов цикла: а – цикл с предусловием; б – цикл с постусловием Переменные, изменяющиеся в теле цикла и используемые при проверке условия продолжения, называются параметрами цикла. Целочисленные параметры цикла, изменяющиеся с постоянным шагом на каждой итерации, называются счетчиками цикла.
Начальные установки могут явно не присутствовать в программе, их смысл состоит в том, чтобы до входа в цикл задать значения переменным, которые в нем используются. Цикл завершается, если условие его продолжения не выполняется. Передавать управление извне внутрь тела цикла, минуя его заголовок, не рекомендуется, так как параметры цикла могут быть не определены.
Рассмотрим пример, который можно использовать для решения задания 1. Требуется вычислить арифметическое выражение, содержащее бесконечную сумму: 
Для инициализации вычислений переменной n присваивается начальное значение 0 и переменной F также присваивается 0. В цикле переменная n после каждого вычисления выражения, стоящего под знаком суммы должна изменяться по формуле n = n + 1. Таким образом, n – счетчик цикла. Если бы был конечный верхний предел суммы, то условием завершения цикла было бы равенство n конечному пределу.
Но в данном случае предел бесконечный и, следовательно, F может быть вычислена только приближенно. Для этого вводится понятие погрешности вычисления e. Истинную погрешность вычислений найти можно аналитически, но не для всех выражений. Поэтому воспользуемся приближенными методами оценки погрешности.
Один из вариантов такой оценки – отбросить все слагаемые, абсолютная величина которых меньше e. Конечно, это не та e, которая близка к истинной погрешности вычислений, но зато такая оценка универсальна (для любого выражения). Понятно, что истинная погрешность всегда больше e. Поэтому e следует выбирать меньше ожидаемой истинной погрешности раз в 10.
В большинстве случаев это оправданно. Хотя, конечно, анализ выражения под знаком суммы никогда не помешает.
Переменная F, то есть сумма должна накапливаться с каждым циклом, для этого слагаемые, содержащие в том или ином виде n, складываются с переменной F и результат заносится также в F. Цикл с постусловием для приведенного выше выражения будет выглядеть так: n=0; F=0;eps=0.001; //инициализация переменных // переменную eps в задании 3 следует вводить с клавиатуры m1: Fp=1.0/n; //вычисление выражения под знаком суммы F=F+Fp; //накопление суммы n++; //изменение переменной цикла if (Fp>=eps) goto m1; 
Здесь eps – погрешность e; Переменная Fp вводится, чтобы при анализе условия не вычислять выражение повторно. После выхода из цикла переменная F будет содержать сумму вычисленную приближенно. Можно также контролировать число циклов n с целью защиты от ошибок программирования. Обычно это делают при отладке программы. Если число циклов программирования слишком велико (например, n>100000) можно выйти из цикла по этому условию. Для этого в последней строке программы можно связать 2 условия логическим оператором: if (Fp>=eps =100000) goto m1;
25. Применяется для организации циклов с неизвестным заранее числом повторений, логика которых предполагает выполнение цикла до тех пор пока не станет истинным некоторое условие. Синтаксис оператора REPEAT…UNTIL: REPEAT Оператор1; Оператор2; ··· ОператорN; UNTIL Условие; Операторы (Оператор1, Оператор2, … ОператорN), образующие тело цикла, будут выполнятся циклически, до тех пор пока значение “Условия” не станет равно TRUE (истина).
Иными словами, в цикле REPEAT…UNTIL условием продолжения итераций является невыполнение “Условия” (его значение FASLE – ложь). Условие цикла может быть логической константой, переменной или логическим выражением. Оператор REPEAT…UNTIL имеет две части: начальную (слово REPEAT) и завершающую (слово UNTIL), которые охватывают группу операторов, составляющих тело цикла.
Поэтому необходимости в использовании составного оператора для построения тела цикла из нескольких простых операторов не возникает. Принципиальное отличие оператора REPEAT…UNTIL от оператора WHILE в том, что проверка условия производится не перед началом выполнения тела цикла, а после его выполнения, когда решается вопрос, повторить ли еще раз действия. Поэтому тело цикла всегда выполняется по крайней мере один раз.
Источник: studfile.net
Вложенные циклы в C++
