Углублённый Python

спринт 1
Как мы учим?
8/8
Числовые типы
2/2
Булева алгебра. Условные операторы
1/1
Последовательности
3/3
Последовательности
Циклы
Строки
Python «под капотом»
1/1
Последовательности: продолжение
2/2
Множества set()
1/1
Словари
1/1
Типы данных
1/1
Создание функций
1/1
Стандартная библиотека
2/2
Финальный проект спринта: программа-шагомер для фитнес-трекера
2/2
Как искать решение
4/4
спринт 2
Перед тем как начать
1/1
Введение
2/2
Настройка окружения: Python, IDE, venv
6/6
Настройка окружения: Git, pytest
7/7
Требования к коду
7/7
Основы отладки программ
3/3
спринт 3
Самое необходимое об ООП
8/8
Финальный проект спринта: модуль фитнес-трекера
5/5
Учебная среда
4/4
Спринт 1/18 → Тема 4/13: Последовательности → Урок 2/3

Циклы

Принцип DRY (Don't repeat yourself) не рекомендует повторять в программе однотипный код.
Но вот задача: в программе, которая обрабатывает рейтинги фильмов, нужно «перемолоть» сразу несколько оценок.
PYTHON
rating1 = 4.7
rating2 = 5.0
rating3 = 4.3
rating4 = 3.1

# Дальше - код обработчика.
...
Если оценок всего четыре, то задача не выглядит очень сложной. Однако оценок может быть больше, например сто или десять тысяч. Использовать десять тысяч однотипных переменных — так себе решение; значения рейтингов лучше объединить в коллекцию, например в список:
PYTHON
movie_ratings = [4.7, 5.0, 4.3, 3.1]

# Дальше - код обработчика.
...
Но если для обработки каждого элемента списка каждый раз описывать одно и то же сравнение, то выгода небольшая — придётся дублировать код столько раз, сколько элементов в списке:
PYTHON
movie_ratings = [4.7, 5.0, 4.3, 3.1]

if movie_ratings[0] > 4.7:
    # Код обработчика.
    ...

if movie_ratings[1] > 4.7:
    # Код обработчика, такой же, как и для предыдущего элемента.
    ...

# И так далее.
# Тоска.
Чтобы не дублировать код, нужно несколько раз выполнить одно и то же действие. Каждое повторное выполнение действия или ряда действий называют итерацией, а для работы с итерациями применяют циклы.
В Python существует два типа циклов: for и while.

Цикл for

Цикл for используется, когда есть блок кода, который нужно выполнить фиксированное количество раз. Этот цикл всегда используется в сочетании с итерируемым объектом, таким как список или диапазон.
При объявлении цикла for указывают:
  • переменную, в которую на каждой итерации будет передаваться очередной элемент последовательности;
  • имя последовательности, которую нужно перебрать.
В теле цикла размещают код, который будет выполняться на каждой итерации. Само тело цикла отбивается четырьмя пробелами.
Последовательность в примере с фильмами уже есть, количество её элементов известно — значит цикл for подойдёт для решения задачи.
PYTHON
movie_ratings = [4.7, 5.0, 4.3, 3.1]

# Переменная rating поочерёдно принимает элементы
# последовательности movie_ratings.
for rating in movie_ratings:
    # Теперь переменную rating можно обработать в теле цикла.
    if rating > 4.7:
        print('Фильм крут')
        ...
Другой пример использования цикла for — перебор элементов строки и вывод их в терминал.
Перед вами код, который призван создать концептуальную афишу для культового фильма.
В этом коде Python возьмёт из последовательности элемент с индексом 0, передаст его в переменную symbol и выполнит инструкцию, указанную в теле цикла: напечатает в терминале две строки. Затем перейдёт к следующему элементу последовательности — и повторит всё снова.
Запустите код и посмотрите результат работы в консоли. Поэкспериментируйте, добавьте в афишу концептуальности!
КодPYTHON
В переменной recommended_movies хранится список рекомендуемых фильмов, а в hackers_movies — список «Топ-12 фильмов о хакерах».
Выведите в терминал те названия фильмов из списка рекомендованных, названия которых есть в списке топовых. Для каждого фильма должна быть напечатана строка Разработчикам рекомендуем посмотреть фильм "<название_фильма>".
КодPYTHON

Итерация по диапазону чисел

Объект типа Range (с англ. «диапазон») — это числовой диапазон, заданный по определённым правилам. Он итерируемый, и с ним можно работать так же, как и с коллекциями.
Объект типа Range создаётся при вызове функции range(); границы создаваемого диапазона передаются в аргументах:
PYTHON
simple_range = range(1, 10)  # Создали последовательность чисел от 1 до 9.
print(type(simple_range))

# Вывод в терминал: <class 'range'>
Значение, определяющее верхнюю границу диапазона, не попадает в возвращаемую последовательность:  range(1, 10) создаст диапазон от 1 до 9.
У функции range() может быть от одного до трёх аргументов, например:
  • range(15) вернёт последовательность целых чисел от 0 до 14 включительно;
  • range(3, 15) вернёт последовательность целых чисел от 3 до 14 включительно;
  • range(3, 15, 2) вернёт последовательность целых чисел от 3 до 14 с шагом 2, это будет 3, 5, 7, 9, 11, 13. А вот range(15, 3, -2) вернёт 15, 13, 11, 9, 7, 5.
Объект Range не так прост, как кажется. Попробуйте передать результат функции range(1, 10, 2) в переменную simple_range и вывести её на печать:
PYTHON
simple_range = range(1, 10, 2)
print(simple_range)

# Вывод в терминал: range(1, 10, 2)
# А где числа-то?
Результат оказался неожиданным: чисел нет.
В объекте типа Range хранятся не значения из диапазона, а лишь условия для вычисления этих значений. В результате объект Range занимает в памяти очень мало места, даже если хранит диапазон чисел от единицы до миллиарда.
Чтобы из объекта Range получить конкретные значения — нужно явно обратиться к нужному элементу:
PYTHON
simple_range = range(1, 10, 2)
print(simple_range[3])

# Вывод в терминал: 7
Запустите код: даже с «виртуальными» элементами из объекта Range всё работает.
КодPYTHON
А вот и практическое применение range(): обработаем в цикле for диапазон и получим элементы с одинаковыми индексами из разных списков:
PYTHON
movies = ['Матрица', 'Хакеры', 'Трон', 'Тихушники', 'Сеть']
movie_ratings = [4.7, 5.0, 4.3, 4.9, 3.4]

# В качестве верхней границы диапазона
# передаётся длина списка movies.
print('Рейтинг пользователей')
for index in range(len(movies)):
    print(movies[index] + ':', movie_ratings[index])
Это классический пример использования диапазона. В Python это допустимо, но документация языка вместо кода вида…
PYTHON
my_list = ['a', 'b', 'c', 'd']
for i in range(len(my_list)):
    # Какие-то действия с my_list[i]
…рекомендует использовать подобный код:
PYTHON
my_list = ['a', 'b', 'c', 'd']
for letter in my_list:
    # Какие-то действия с letter.
«Простое лучше сложного» Дзен Python

Цикл while

Этот цикл используется в ситуациях, когда количество итераций неизвестно. Цикл будет выполнять вложенный в него код до тех пор, пока (англ. while) будет соблюдаться условие, заданное при его объявлении. Например, «выполняй цикл, пока не наступит полночь!».
Синтаксис цикла while:
Например, хозяева киноклуба придумали простую игру: зрителям нужно угадать, какой фильм, из указанного списка, будет показан в очередной кинопоказ. Сам фильм выбирается программой случайным образом.
Сколько попыток понадобится пользователю чтобы угадать название? Неизвестно. Значит в дело вступает цикл while.
PYTHON
from random import choice

movies = ['Матрица', 'Хакеры', 'Трон', 'Тихушники', 'Сеть']

movie = choice(movies)  # Случайный выбор элемента из списка movies.

print('Какой фильм мы будем смотреть?')
print(movies)
answer = input()  # Ожидаем ввод названия фильма от пользователя.

while answer != movie: # Если не угадал,
    answer = input('Попробуй еще: ')  # то ждём ввода нового названия.

print('Молодец, угадал!')
Если условие при объявлении цикла изначально ложно, то тело цикла не будет выполняться вообще.
PYTHON
x = 1

while x > 10:
    print('Этот текст никогда не будет выведен на печать!')
А если указать выражение, значение которого всегда будет истинным или вместо выражения просто написать True, то цикл будет выполняться бесконечно.
PYTHON
while 1 == 1:
    print('Эта строка будет выводиться бесконечно!')
Бесконечные циклы иногда применяют на практике, однако работать с ними нужно очень аккуратно: при неправильном применении они могут «зациклить» выполнение программы и следующий за циклом код никогда не начнет выполняться.
Теперь вы знаете, что делать, когда нужно выполнить определённый блок кода несколько раз — использовать циклы.
Вы изучили два насыщенных урока — о последовательностях и циклах. Чтобы вся самая необходимая информация об одном и другом была под рукой, скачивайте шпаргалку.