Python. Этап 3. Циклы и повторяющиеся действия

До этого момента программы выполняли код последовательно, строка за строкой, и могли выбирать разные ветки выполнения с помощью условий if / elif / else.

Однако на практике очень часто возникает другая задача: нужно выполнить одно и то же действие несколько раз. Например, пройтись по числам от 1 до 10, обработать каждый символ строки, проверить каждый элемент списка или повторять действие, пока выполняется некоторое условие.

Для решения таких задач в Python используются циклы.

Что такое цикл

Цикл — это конструкция языка Python, которая позволяет многократно выполнять один и тот же блок кода.

Главная идея цикла состоит в том, что код внутри цикла выполняется не один раз, а повторяется. Каждое повторение выполняется по одному и тому же сценарию, но с разными данными или при разных значениях переменных.

Цикл завершается автоматически, когда заканчиваются данные для перебора (в случае for) или когда условие становится ложным (в случае while). Благодаря этому циклы позволяют писать код короче, понятнее и надёжнее, избегая копирования одних и тех же строк.

Итерация

Итерация — это одно выполнение тела цикла, то есть один шаг цикла.

Если цикл выполнился один раз — это одна итерация. Если пять раз — это пять итераций. Если перебираются десять элементов, то будет выполнено десять итераций.

На каждой итерации выполняется один и тот же набор инструкций, но данные обрабатываются по очереди. Например, на каждой итерации может меняться значение счётчика или браться следующий элемент последовательности.

Пример:

В этом примере тело цикла выполнится три раза — по одному разу на каждую итерацию.

Тело цикла и отступы

Тело цикла — это блок кода, который повторяется на каждой итерации. Именно в теле цикла описывается, что конкретно нужно сделать при каждом повторении.

В Python тело цикла начинается после двоеточия (:) в строке с for или while и выделяется отступом. Отступы являются частью синтаксиса языка, а не просто оформлением.

Всё, что находится с отступом после цикла, относится к его телу и выполняется на каждой итерации. Код без отступа выполнится один раз, после завершения цикла.

Пример:

Цикл for: перебор значений по очереди

Цикл for используется для перебора значений по очереди. Его применяют, когда нужно пройтись по числам, символам строки или элементам набора данных.

Python берёт первое значение из последовательности, помещает его в переменную цикла, выполняет тело цикла, затем берёт следующее значение и повторяет процесс. Когда значения заканчиваются, цикл завершается.

Пример:

Цикл for последовательно принимает значения от 1 до 5 и на каждой итерации выводит текущее число.

enumerate: когда нужен номер элемента

В базовом цикле for мы перебираем только значения элементов. Однако на практике часто требуется знать не только сам элемент, но и его номер в последовательности.

Для этого используется встроенная функция enumerate, которая позволяет одновременно получать индекс элемента и его значение.

Пример:

Здесь index — номер элемента, а value — сам элемент. enumerate не является отдельным типом цикла и используется только тогда, когда индекс действительно нужен.

range(): источник чисел для for

Функция range() создаёт последовательность чисел, которую удобно перебирать в цикле for.

Вызов range(5) даёт числа 0, 1, 2, 3, 4. Верхняя граница не включается, чтобы было удобно работать с количеством элементов и индексами.

Также можно использовать два аргумента:

В этом случае будут получены числа от 1 до 5.

Цикл while: повторение по условию

Цикл while выполняется до тех пор, пока условие остаётся истинным.

Перед каждой итерацией Python проверяет условие. Если оно истинно — выполняется тело цикла. Как только условие становится ложным, цикл завершается.

Важно понимать, что внутри while необходимо менять значения переменных так, чтобы условие когда-нибудь стало ложным. В противном случае цикл станет бесконечным.

Пример корректного цикла:

Управление циклами: break и continue

Иногда требуется управлять выполнением цикла вручную.

Оператор break полностью завершает выполнение цикла, даже если данные ещё не закончились или условие остаётся истинным.

Оператор continue завершает исполнение текущей итерации цикла и сразу переходит к следующей итерации. Код, расположенный ниже continue в теле цикла, в этом проходе не выполняется, но сам цикл продолжается.

Пример:

В этом примере значение 2 будет пропущено, но цикл продолжит работу.

else в циклах for и while

В Python у циклов for и while может использоваться блок else. Он выполняется только в том случае, если цикл завершился нормально, без принудительного выхода через break.

Если внутри цикла срабатывает break, блок else не выполняется.

Пример:

В этом примере блок else выполнится, потому что цикл завершился без break.

Практические задания — Этап 3. Циклы

Задания идут в простом формате: сначала задача, затем решение и пояснение в аккордеоне.
Это помогает сначала подумать самостоятельно, а потом сравнить подход.

Задание 1. for + range(): числа от 1 до 5

Выведите числа от 1 до 5 включительно, по одному числу на строку.

for i in range(1, 6):
    print(i)

Задание 2. Перебор строки: вывести символы

Дана строка:

text = "Python"

Выведите каждый символ строки на отдельной строке.

text = "Python"

for char in text:
    print(char)

Задание 3. while: числа от 1 до 5

Выведите числа от 1 до 5 с помощью цикла while.

i = 1

while i <= 5:
    print(i)
    i += 1

Задание 4. break: остановить цикл на определённом числе

Выведите числа от 1 до 10, но остановите цикл, когда число станет равным 6.
(То есть 6 печатать не нужно.)

for i in range(1, 11):
    if i == 6:
        break
    print(i)

Задание 5. continue: пропустить значение

Выведите числа от 1 до 5, но пропустите число 3.

for i in range(1, 6):
    if i == 3:
        continue
    print(i)

Контрольные вопросы — Этап 3

Вопрос 1. Что такое итерация цикла?

Вопрос 2. В чём основное различие между циклами for и while?

Вопрос 3. Почему выражение range(5) не включает число 5?

Вопрос 4. Что делает оператор break в цикле?

Вопрос 5. Что произойдёт, если условие в while никогда не станет ложным?

Мини-шпаргалка по циклам

Циклы позволяют выполнять повторяющиеся действия без копирования одинаковых строк кода и являются одним из ключевых инструментов языка Python. С их помощью можно последовательно обрабатывать числа, строки, списки и другие наборы данных, а также управлять выполнением программы в зависимости от условий. Понимание того, зачем нужны циклы и какую задачу они решают, формирует основу для дальнейшего изучения программирования.

В Этапе 3 были разобраны два основных вида циклов — for и while, а также связанные с ними понятия итерации, тела цикла и отступов. Отдельное внимание уделено функциям range и enumerate, которые упрощают перебор чисел и элементов последовательностей, а также операторам break и continue, позволяющим управлять ходом выполнения цикла.

Освоив эти конструкции, можно писать более компактный, понятный и надёжный код, избегая дублирования логики и типичных ошибок новичков. Знание принципов работы циклов является обязательной базой для перехода к обработке коллекций, работе с файлами, автоматизации задач и дальнейшему углублению в Python.