Как сделать перебор чисел в python

Добавил пользователь Валентин П.
Обновлено: 04.10.2024

Циклы python — for и while представляют собой операторы языка программирования, то есть операторы итерации, которые позволяют повторять код определенное количество раз.

Синтаксис цикла For

Как уже упоминалось ранее, цикл for в Python является итератором, основанным на цикле. Он проходит по элементам list и tuple, строкам, ключам словаря и другим итерируемым объектам.

В Python цикл начинается с ключевого слова for , за которым следует произвольное имя переменной, которое будет хранить значения следующего объекта последовательности. Общий синтаксис for. in в python выглядит следующим образом:

Пример простого цикла for в Python:

Блок else является особенным; в то время как программист, работающий на Perl знаком с ним, это неизвестная конструкция для программистов, которые работают на C и C++. Семантически он работает точно так же, как и в цикле while .

Оператор прерывания в python — break

Если в программе цикл for должен быть прерван оператором break , цикл будет завершен, и поток программы будет продолжен без выполнения действий из else .

Обычно фразы break в pyton связаны с условными операторами.

Если мы запустим этот код, получим следующий результат:

Оператор пропуска python — continue

В следующем маленьком скрипте python мы используем continue , чтобы продолжить, итерацию по списку, когда мы сталкиваемся с пельменями.

При создании коллекций элементов на Python циклы for заменяются однострочными выражениями. Python поддерживает четыре типа особенных генераторов, называемых также включениями:

Списковые включения (генераторысписков, Listcomps).
Словарные включения (генераторы словарей, Dictcomps).
Множественные включения (генераторы множеств, Setcomps).
Генераторные выражения (GenExp).

Списковое включение

Синтаксис генератора списков устроен следующим образом:

Часть с условием if указывается опционально.

Пример

Давайте создадим список чисел, исключив из него все отрицательные значения — для начала решим задачу с помощью обычного цикла for :

Генератор словарей

Для быстрого, лаконичного и наглядного создания словарей язык программирования Python предлагает воспользоваться специальным сокращением для циклического перебора элементов, известным как “генератор словарей”.

Синтаксис генератора словарей устроен следующим образом:

Пример

Давайте возведем в квадрат все числовые значения словаря при помощи словарного включения:

Генератор множеств

Генератор множества одновременно похож на словарное включение и на списковое включение: фигурные скобки, как у словарей, остальной синтаксис выражения — как у списков. Основное отличие генератора множеств от словарного включения заключается в том, что для генерации словаря указываются ключ и значение через двоеточие, а для генерации множества — одно только значение.

Синтаксис генератора множеств устроен следующим образом:

Пример

Давайте создадим список произвольных чисел и множество парных чисел на его основе:

При помощи генератора множеств подобная программа пишется в одну строчку:

Генераторные выражения

Подобно включениям, выражение генератора предлагает сокращенный синтаксис для цикла for .

Синтаксис генераторных выражений следующий:

Пример

Давайте возведем в квадрат все четные числа списка и отбросим все нечетные.

Для начала решим задачу с помощью обычного цикла for :

С помощью выражения-генератора можно вообще забыть о потребности в функции square_even() и сделать то же самое с помощью одной строки кода:

Генератор кортежей

При взгляде на синтаксис генераторных выражений, сразу же в голову приходит мысль: как написать кортежное включение?

Генераторное выражение можно передавать в качестве параметра любой функции-конструктору стандартных типов данных Python:

Когда включения не подходят?

Только что вы узнали о четырех типах генераторов последовательностей в Python.

Теперь важно научиться избегать соблазна заменить все циклы for в ваших проектах на включения: давайте обсудим, в каких случаях генераторы последовательностей не подходят.

Короче говоря, не используйте включения, когда они снижают качество вашего кода!

Хороший пример — это работа со вложенными циклами for . Если написать вложенный цикл for в виде включения, то код станет короче на несколько строк, но его качество рискует ухудшиться.

Давайте рассмотрим матрицу; она часто представляется в Python как список из списков. Если вы хотите отобразить матрицу в одном измерении, то можете применить двойное списковое включение:

Код лаконичен, но, возможно, не так интуитивно понятно, что он делает: если вместо включения написать вложенный цикл for, то программа сразу станет более понятным:

Производительность генераторных выражений

Наконец, давайте посмотрим на производительность включений в сравнении с обычным циклом for :

Списковое включение выполняется на 10% быстрее, чем цикл for

Аналогичный бенчмарк для генераторов множеств и словарей дает схожие результаты: включение работает немного быстрей.

Для генераторных выражений сравнение с циклом for + yield бессмысленно: оба возвращают объект-генератор почти мгновенно. Время не тратится на вычисление значений, поскольку генераторы не хранят значения.

Следовательно, не стоит универсально везде применять включения для повышения производительности программ. Выигрыш в скорости выполнения незначителен по сравнению с вредом, наносимым длинными и многословными включениями. Применяйте генераторы последовательностей только тогда, когда это очистит ваш код без снижения его качества.

Выводы

Включения превращают циклы for в однострочные выражения.

Python поддерживает четыре вида включений для стандартных структур данных:

Списковые включения.
Словарные включения.
Множественные включения.
Генераторные выражения.

Разумное применение включений улучшает качество вашего кода, но откажитесь от слепой замены всех циклов на выражения, ведь иногда замена вложенного цикла for на включение снижает понятность кода.

Включения выполняются быстрее, чем цикл for , однако разница — всего 10%, поэтому вместо производительности отдавайте предпочтение качеству кода.

Циклы в Python позволяют разработчикам повторять определенные части своего кода через ряд циклов, которые называются итерациями. Python поддерживает цикл for и цикл while.

Синтаксис цикла for в Python

Цикл for в Python итерирует по заданной последовательности и обладает следующим синтаксисом:

Синтаксис цикла while в Python

Цикл while в Python повторяется, пока выполняется определенное логическое условие и обладает следующим синтаксисом:

Как работать с циклами в Python?

Ниже собраны примеры решений основных задач, с которыми сталкиваются Python разработчики и дата-саентисты:

Как перебрать значения списка циклом for?

Циклы for перебирают коллекцию элементов, таких как list или dict, и запускают блок кода с каждым элементом из коллекции.

Вышеприведенный цикл for выполняет итерацию по списку чисел.
Каждая итерация устанавливает значение i для следующего элемента списка. Итак, сначала это будет 0, затем 1, затем 2 и т.д

Аналогично, цикл работает с любыми типами списков, например, со списком строк:

Часто, необходимо сгенерировать последовательность чисел и обойти ее, для этого удобно использовать функцию range:

Как получить индекс элемента в цикле for в Python?

Если вы хотите зациклить как элементы списка, так и индекс для элементов, вы можете использовать функцию enumerate:

Функция enumerate генерирует кортежи, которые распаковываются в индекс (целое число) и элемент (фактическое значение из списка).

Как перебрать словарь (dict) циклом for?

Ключи словаря в Python можно перебрать циклом for следующим образом:

Это эквивалентно использованию метода словаря keys:

Для перебора значений словаря в Python необходимо использовать метод словаря values:

Для перебора ключей и значений словаря используйте метод items:

Метод items возвращает последовательность кортежей, использование for с несколькими переменными (key, value) называется распаковкой. Ее можно применять и для списков:

Как работает цикл while в Python?

Цикл while будет повторять код в блоке, пока условие цикла не станет False. Следующий код выполнит код в блоке цикла 4 раза:

Если условие всегда истинно, цикл while будет выполняться бесконечно. Бесконечный цикл можно завершить оператором break, return или исключением.

Что такое pass в Python или как ничего не делать в цикле?

pass — это нулевой оператор и используется, когда оператор требуется синтаксисом Python (например, в теле цикла for или while), но никакие действия не нужны. Этот оператор можно использовать как заполнитель для кода, который ещё не написан.

В этом примере ничего не произойдёт. Цикл for завершится без ошибок, но никакие команды или код не будут выполнены. pass позволяет нам успешно выполнять наш код без полной реализации всех команд и действий.

Аналогично, pass можно использовать в циклах while, а также в выборках, определениях функций и т.д.

Как выполнить следующий проход цикла используя оператор continue?

Оператор continue перейдет к следующей итерации цикла, минуя остаток текущего блока кода, но продолжая цикл. Оператор continue может использоваться только внутри цикла:

Обратите внимание, что 2 и 4 не выводятся. Это происходит потому, что continue переходит к следующей итерации, а не продолжает выводить i, когда i==2 или i==4.

Как досрочно выйти из цикла используя оператор break?

Оператор break моментально прерывает дальнейшее выполнение кода внутри цикла:

Использование операторы break, как и в случае с continue, допускаются только внутри циклов.

Оператор break также доступен внутри циклов for:

Обратите внимание, что 3 и 4 не выводятся после окончания цикла.

Если цикл имеет условие else, оно не выполняется, когда цикл завершается с помощью оператора break.

Как выполнить код после завершения цикла используя оператор else?

Циклы for и while могут иметь условие else.

Условие else выполняется только после завершения цикла for путем итерации до завершения в случае цикла for или после завершения цикла while, когда его условное выражение становится ложным.

Пример условия else в цикле for:

Пример условия else в цикле while:

Условие else не выполняется, если цикл завершается принудительно (например, с помощью оператора break или путем вызова исключения):

Зачем использовать конструкцию for/while . else?

Частой задачей на использование конструкции for . else является реализация поиска, например:

Как вернуть значение из цикла оператором return?

Оператор return выводит значение из функции, не выполняя следующий за нем код.

Если у вас есть цикл внутри функции, использование return внутри цикла эквивалентно break, поскольку остальная часть кода цикла не выполняется. Код следующий за циклом также не выполняется:

Если вы используете return во вложенных циклах, оператор return прервёт все циклы:

Упражнение для закрепления

Обойдите и распечатайте все четные числа из списка в том же порядке, в котором они были получены. Не печатайте цифры, которые появятся в последовательности после 237.

Научим основам Python и Data Science на практике

Это не обычный теоритический курс, а онлайн-тренажер, с практикой на примерах рабочих задач, в котором вы можете учиться в любое удобное время 24/7. Вы получите реальный опыт, разрабатывая качественный код и анализируя реальные данные.

Автор заметки, перевод которой мы сегодня публикуем, хочет рассказать о некоторых особенностях использования циклов for в Python.

Цикл for — это один из краеугольных камней программирования. С этими циклами будущие программисты знакомятся в самом начале учёбы и, после первого знакомства, пользуются ими постоянно.

Если вы занялись разработкой на Python, имея опыт работы с другим популярным языком программирования, вроде PHP или JavaScript, то вам знакома методика применения переменной-счётчика, хранящей, например, индекс текущего элемента массива, обрабатываемого в цикле. Вот пример работы с циклом, написанный на JavaScript:

Работая с циклами for очень важно понимать то, что эти циклы не перебирают массивы. Они лишь дают программисту механизм для работы с переменной-счётчиком, которая используется для обращения к элементам обрабатываемых массивов.

В предыдущем примере переменная i не имеет какого-то явного отношения к массиву scores . Она всего лишь хранит некое число, которое увеличивается на 1 в каждой итерации цикла, и которое, как оказывается, подходит для последовательного обращения к элементам массива по их индексам.

Старый (неудачный) способ работы с массивами

В Python нет традиционных циклов for , подобных тому, что показан выше. Правда, если вы похожи на меня, то первым вашим желанием при освоении Python станет поиск способа создания цикла, с которым вам привычно и удобно работать.

В результате вы можете обнаружить функцию range() и написать на Python нечто подобное следующему:

Проблема этого цикла заключается в том, что он не очень хорошо соответствует идеологии Python. В нём мы не перебираем список, а, вместо этого, используем вспомогательную переменную i для обращения к элементам списка.

На самом деле, даже в JavaScript существуют методы, позволяющие перебирать массивы, так сказать, без посредников. Речь идёт о циклах forEach и for of .

Использование функции enumerate()

Эта функция принимает два аргумента: итерируемый объект и необязательное начальное значение счётчика.

Если начальное значение счётчика enumerate() не передаётся — оно, по умолчанию, устанавливается в 0 . Функция создаёт объект, генерирующий кортежи, состоящие из индекса элемента и самого этого элемента.

Такой код получился гораздо чище кода из предыдущего примера. Мы ушли от работы со списком индексов, мы перебираем сами значения, получая к ним прямой доступ в цикле for, и видим значения, с которыми работаем, в объявлении цикла.

Вот одна приятная возможность, которая понравится тем, кому нужно выводить нумерованные списки так, чтобы номер первого элемента был бы не 0 , в соответствии с его индексом, а 1 . Обычно для того, чтобы это сделать, приходится менять выводимый номер элемента. Например — так: i + 1 . При использовании же функции enumerate() достаточно передать ей, в качестве второго аргумента, то число, с которого нужно начинать нумерацию. В нашем случае — 1 :

Итоги

Надеюсь, этот небольшой рассказ о циклах for в Python позволил вам узнать что-то новое об этом языке.

Читайте также: