🐍 Самоучитель по Python для начинающих. Часть 9: Особенности цикла for

Рассмотрим все тонкости использования простых и вложенных циклов for для ввода, обработки и вывода данных. Разберем дополнительные операторы и условия, а в конце статьи – решим 10 практических заданий.

Для выполнения повторяющихся, однотипных операций в программировании используются циклы. В Python таких циклов два:

• for – счетный цикл, повторяется определенное количество раз;
• while – условный цикл, повторяется до выполнения определенного условия.

В этой статье мы разберем цикл for, а в следующей – while.

Назначение цикла for в Python

Цикл for используется в двух случаях:

• Если нужно выполнить одну операцию (или набор из нескольких различных действий) определенное количество раз.
• Если необходимо провести итерацию (перебор) элементов коллекции – списка, строки, словаря, кортежа, множества – одновременно выполняя какие-либо операции с этими элементами.

В любом из этих случаев цикл for может быть:

• простым – состоящим из одного for-цикла;
• вложенным – состоящим из двух и более for-циклов.

Кроме того, цикл может содержать:

• простые и многоуровневые условия if… elif… else;
• оператор break для прерывания и continue для перехода к следующей итерации.

Каждый из этих вариантов мы рассмотрим ниже.

Структура простого цикла Python for

Простой цикл for выглядит так:

for название_переменной in range(число_повторений):
    тело цикла

Простейший пример такого цикла:

>>> for i in range(5):
    print('Python')
    
Python
Python
Python
Python
Python

Другой пример простого цикла – перебор элементов какой-либо коллекции:

for название_переменной in название_коллекции:
    тело цикла

Код и результат работы подобного цикла выглядят так:

>>> for i in 'Python':
    print(i)
    
P
y
t
h
o
n

Первая строка, открывающая цикл for, завершается двоеточием:. Такие двоеточия используются во многих конструкциях Python, не только в for, и каждый раз, обнаруживая :, интерпретатор будет ожидать индентацию (отступ) на следующей строке. Отступы в Python разделяют код на логические блоки (в других языках такое разделение происходит с помощью иных знаков – фигурных скобок, точки с запятой). В соответствии с руководством PEP8, отступ может состоять либо из 4 пробелов, либо из одного символа табуляции Tab. Индентация пробелами – предпочтительна, табами – допустима. Однако недопустимо смешивать пробелы и табуляцию – это сразу же приведет к ошибке:

TabError: inconsistent use of tabs and spaces in indentation

Недостаток или избыток пробелов также приводят к ошибке, поскольку не дают интерпретатору определить, к какому именно логическому блоку относится фрагмент кода:

IndentationError: unindent does not match any outer indentation level

Структура вложенного цикла for

Любой цикл for может включать в себя другой for-цикл (или даже несколько):

lst1 = ['1', '2', '3', '4', '5']
lst2 = ['a', 'b', 'c', 'd', 'e']
for i in lst1:
    for j in lst2:
        print(i + j)

Во время выполнения вложенного цикла Python сначала перебирает все элементы внутреннего цикла, а затем переходит к следующему элементу внешнего цикла:

1a
1b
1c
1d
1e
2a
2b
2c
2d
2e
3a
3b
3c
3d
3e
4a
4b
4c
4d
4e
5a
5b
5c
5d
5e

Структура цикла for с условием

Для проверки соответствия переменных (элементов) каким-либо условиям в Python используется конструкция вида if… elif… else…:

age = int(input('Сколько тебе лет? '))
if age < 7:
    print('В какой детсад ходишь?')
elif 7 <= age <= 18:
    print('В какой школе учишься?')
elif 18 <= age <= 23:
        print('Учишься в ВУЗе?')
elif 60 <= age < 90 :
        print('Уже не работаешь?')        
elif age > 90:
        print('Долгожитель!')
else:
    print('Где работаешь?')

Разумеется, при решении более простых задач условие может выглядеть гораздо проще:

st = 'abracad5bra'
for i in st:
    if not i.isalpha():
        print(i)

Структура цикла for с прерыванием break и пропуском continue

Иногда цикл нужно завершить досрочно в связи с обнаружением какого-либо значения или события. В этом случае используют оператор break:

st = '32ey.5yhsf$h%owe82038e-3q0dwaefsfdgfhyfWfd9fG'
for i in st:
    if i.isdigit() and int(i) > 8:
        break

Выполнение этого кода прервется, как только интерпретатор дойдет до цифры 9 в строке st.

Помимо прерывания цикла, часто возникает необходимость не совершать операцию (или набор действий) для определенного элемента. Для этого используют оператор continue, который переходит к следующей итерации при обнаружении элемента, который не следует обрабатывать:

st = 'м.у$т^а>б(о@р'
for i in st:
    if not i.isalpha():
        continue
    else:
        print(i)

Этот код пропускает все символы, которые не являются буквами. Результат:

м
у
т
а
б
о
р

Ввод и вывод данных с помощью цикла for в Питоне

Цикл for часто используют для ввода данных. Например, так можно ввести вложенный список (матрицу) из n строк:

n = int(input())
lst = []
for i in range(n):
    lst.append(list(map(int, input().split())))

А так матрицу можно вывести:

# 1-й способ вывода
for i in lst:
    print(*i)

# 2-й способ вывода
for i in range(len(lst)):
    for j in range(len(lst)):
        print(lst[i][j], end=' ')
    print()
print() 

Результат вывода матрицы из 5 строк:

1 2 3 4 7
7 8 3 9 0
1 3 9 5 3
2 7 4 9 2
1 9 0 4 5

Отлично! Вы освоили основы работы с множествами.

Вы знаете их уникальные свойства, умеете их создавать и выполнять все стандартные операции: добавлять, удалять и сортировать элементы.

Но вся мощь множеств раскрывается, когда вы начинаете работать с несколькими наборами данных одновременно. Для этого в Python встроены сверхбыстрые математические операции. В полной версии урока вы освоите специальные методы множеств и научитесь:

• В одну строку находить общие элементы (пересечение), объединять коллекции и находить уникальные различия между ними.
• Мгновенно проверять, входит ли один набор данных в другой с помощью методов issubset и issuperset.
• Применять эти мощные инструменты для решения 10 практических задач по анализу данных, поиску дубликатов и сравнениям.