Как сделать цикл в питоне на уменьшение
Добавил пользователь Владимир З. Обновлено: 04.10.2024
При написании программ часто возникают ситуации, когда нужно снова и снова использовать определенный фрагмент кода. Циклы в Python упрощают работу программиста: они помогают многократно выполнять блок кода.
Если вкратце: циклы нужны для того, чтобы пользоваться созданным элементом, но при этом не писать одну и ту же строку кода несколько раз.
Основные типы циклов
В языке Python существуют 2 основных цикла: while и for. Рассмотрим подробно работу каждого из них.
Цикл while
Цикл while — один из самых распространенных в Python. Он позволяет воспроизводить элемент кода снова и снова, пока заданное условие остается верным (true). Чтобы цикл правильно работал, нужен фрагмент кода, который вы хотите использовать повторно, условие true или false и ключевое слово while .
Главное отличие цикла while от for состоит в том, что while может повторять код бесконечное количество раз, пока выполняется условие его применения.
Цикл for
Цикл for выполняет ту же функцию, что и while — повторяет указанные строки кода. Но в отличие от while, для работы for не требуется никаких условий. For используется для перебора последовательности, например, списка, и работает строго определенное количество раз.
Так выглядит код с использованием цикла for :
Функция range
Функция range используется при работе со строками цикла for, а также для создания последовательностей чисел. Рассмотрим на примере кода, как эта функция работает с целыми числами:
Для работы функции range указываются 2 или 3 числа:
- Первое число — start — с него функция начинает отсчет.
- Второе число называется stop и обозначает конец выбранного промежутка чисел. В примере это цифра 10, поэтому функция не может показать число больше 10.
- Третье число называется step : это шаг, который делает функция при переборе чисел. Можно не указывать шаг, и тогда в нашем примере функция покажет все числа от 5 до 10.
Заданный пример начинается с 5, к этому числу прибавляется по 2, пока мы не упремся в потолок функции. Так, получается следующая последовательность чисел:
Range также можно использовать с отрицательными числами и выполнять вычитание. Например:
Вложенные циклы
Циклы while и for можно как использовать по отдельности, так и комбинировать. Можно вложить цикл for внутрь внешнего цикла while и наоборот, а также вкладывать циклы одного вида друг в друга.
Вложенные циклы работают по следующей схеме: программа сначала сталкивается с внешним циклом и начинает выполнять его условия. Затем запускается внутренний вложенный цикл, который выполняется до своего завершения. Программа будет завершать внутренний цикл и возвращаться к началу внешнего до тех пор, пока последовательность не будет завершена или другой оператор не нарушит этот процесс.
Вложенный цикл for
Рассмотрим на примере вложенного цикла for , как это работает на практике:
По результату выполнения кода видно, что программа завершает первую итерацию внешнего цикла на цифре 1 и затем запускает завершение внутреннего цикла, печатая a, b, c. Как только внутренний цикл завершен, программа возвращается к началу внешнего цикла и печатает цифру 2, а после снова воспроизводит вложенный цикл.
Вложенный цикл while
Вложенный цикл while выглядит так:
Выход из цикла
Если вам нужно пропустить какую-то часть цикла, то прервать его выполнение можно с помощью двух операторов: break или continue .
Break позволяет выйти из вложенного цикла сразу во внешний:
Если не использовать оператор break в этой части кода, то результат бы выглядел вот так:
Оператор continue позволяет вернуться ко внешнему циклу, полностью пропуская вложенный цикл. В коде continue ставится в конце внешнего цикла:
В результате мы видим, что отсутствует внутренний цикл for , а повторяется только внешний элемент цикла:
На уроке рассматривается алгоритм работы с различными видами циклов на языке Питон (Python): цикл с предусловием While и цикл со счетчиком For. Объясняется возможность генерации в Python случайных чисел
Цикл WHILE
Цикл while — цикл с предусловием. Пример использования:
i = 5 while i Комментарии в Python
''' тоже блочный комментарий '''
Операторы break и continue
Оператор break — выход из цикла
Оператор continue — выход из текущей итерации цикла
a=0 while a!=10: a=a+1 if a==5: continue print (a) if a==7: break print ("всё!")
Пример: Написать программу для игры: Загадывается число (использовать функцию random ). Пользователю предлагается угадать число. Если пользователь не угадывает, то ему предлагается угадать число снова и выдается подсказка, что число больше или меньше введенного. Так бесконечно, пока пользователь не введет слово exit. Бесконечный цикл организовать через while True: .
import random number = random.randint(0, 100) while True: answer = input('Угадай число: ') if answer == "" or answer == "exit": print("Выход из программы") break if not answer.isdigit(): print("Введи правильное число") continue answer = int(answer) if answer == number: print('Верно!') break elif answer > number: print('Загаданное число больше') else: print('Загаданное число меньше')
Задание Python 2_1: Последовательно вводятся ненулевые числа. Определить сумму положительных и сумму отрицательных чисел. Закончить ввод чисел при вводе 0. Для перевода из строки в целое число, использовать функцию int().
Пример вывода:
Задание Python 2_3: Запрашиваются 10 чисел (целые значения от 0 до 1000). Опишите алгоритм, позволяющий найти и вывести минимальное значение среди введенных чисел, которые имеют чётное значение и не делятся на три.
Пример вывода:
Цикл FOR
В Python цикл for имеет такой синтаксис:
Пример:
Пример с двумя параметрами:
Шаг счетчика цикла можно менять:
for x in range(1,11,2): print ( 2**x )
Еще пример работы:
Пример использования break:
a=0 n=10 for i in range(1,n+1,2): a=a+1 if a==5: continue print (a) if a==7: break print ("всё!")
Задание Python 2_4: Составить программу для вычисления среднего арифметического N произвольных вводимых чисел.
Пример вывода:
Случайное число
В Python случайное число задается с помощью двух функций:
- random() – случайное вещественное из полуинтервала [0,1) ;
- randint(a,b) – случайное целое из отрезка [a,b].
Но для использования функция необходимо предварительно подключить библиотеку:
Число Армстронга. Числом Армстронга считается натуральное число, сумма цифр которого, возведенных в N-ную степень (N – количество цифр в числе) равна самому числу.
Например, 153 = 1 3 + 5 3 + 3 3 .
Задание Python 2_7:
Напишите программу, которая запрашивает натуральное число N и выводит на экран все автоморфные числа, не превосходящие N.
Автоморфным называется натуральное число, если оно равно последним цифрам своего квадрата. Например, 25 2 = 625.
Цикл for in при работе с кортежами (тип данных)
i = 1 for color in 'красный', 'оранжевый', 'желтый', 'зеленый', 'голубой', 'синий', 'фиолетовый': print(i,'-й цвет радуги - это ', color) i += 1
Другой вариант работы со счетчиком цикла:
for i in 1,2,3,'one','two','three': print(i)
При первых трех итерациях цикла переменная i будет принимать значение типа int, при последующих трех — типа str.
Задание Python 2_8: Распечатывать дни недели с их порядковыми номерами. Кроме того, рядом выводить выходной ли это день или рабочий. Использовать кортеж.
Основы
Одним из важнейших компонентов алгоритмического мышления, а значит, и языков программирования является цикл. Вы будете сталкиваться с ними множество раз в своей работе. С одним из видов циклов мы познакомим Вас в этом уроке.
Понятие циклов
Базовый синтаксис
Цикл for в Пайтон используется для работы с последовательностями или если число итераций известно заранее. Синтаксис выглядит следующим образом:
Считается, что первоочередной задачей программиста является написание чистого и эффективного кода. Как только вы создали чистый код, можете переходить к следующим 10 подсказкам. Я подробно объясню их ниже.
Как я измеряю время и сложность кода?
Я пользуюсь Python профайлером, который измеряет пространственную и временную сложность программы. Вести журнал производительности можно через передачу дополнительного файла вывода с помощью параметра -о.
Используйте структуры данных из хеш-таблиц
- Если ваше приложение будет выполнять огромное количество операций поиска на большой коллекции неповторяющихся элементов, то воспользуйтесь словарем.
- Это высокопроизводительная коллекция данных.
- Сложность поиска элемента — O(1).
- Здесь стоит упомянуть, что словари не эффективны для наборов данных с малым количеством элементов.
Если есть такая возможность, то вместо перебора данных коллекций пользуйтесь поиском.
Векторизация вместо циклов
Присмотритесь к Python-библиотекам, созданным на С (Numpy, Scipy и Pandas), и оцените преимущества векторизации. Вместо прописывания цикла, который раз за разом обрабатывает по одному элементу массива М, можно выполнять обработку элементов одновременно. Векторизация часто включает в себя оптимизированную стратегию группировки.
Сократите количество строк в коде
Пользуйтесь встроенными функциями Python. Например, map()
Каждое обновление строковой переменной создает новый экземпляр
Пример выше уменьшает объем памяти.
Для сокращения строк пользуйтесь циклами и генераторами for
Пользуйтесь многопроцессорной обработкой
Если ваш компьютер выполняет более одного процесса, тогда присмотритесь к многопроцессорной обработке в Python.
Она разрешает распараллеливание в коде. Многопроцессорная обработка весьма затратна, поскольку вам придется инициировать новые процессы, обращаться к общей памяти и т.д., поэтому пользуйтесь ей только для большого количества разделяемых данных. Для небольших объемов данных многопроцессорная обработка не всегда оправдана.
Многопроцессорная обработка очень важна для меня, поскольку я обрабатываю по несколько путей выполнения одновременно.
Пользуйтесь Cython
Cython — это статический компилятор, который будет оптимизировать код за вас.
Загрузите расширения Cythonmagic и пользуйтесь тегом Cython для компиляции кода через Cython.
Воспользуйтесь Pip для установки Cython:
Для работы с Cython:
Пользуйтесь Excel только при необходимости
Не так давно мне нужно было реализовать одно приложение. И мне бы пришлось потратить много времени на загрузку и сохранение файлов из/в Excel. Вместо этого я пошел другим путем: создал несколько CSV-файлов и сгруппировал их в отдельной папке.
Примечание: все зависит от задачи. Если создание файлов в Excel сильно тормозит работу, то можно ограничиться несколькими CSV-файлами и утилитой на нативном языке, которая объединит эти CSV в один Excel-файл.
Пользуйтесь Numba
Разделите функцию на две части:
1. Функция, которая выполняет вычисления. Ее декорируйте с @autojit.
2. Функция, которая выполняет операции ввода-вывода.
Пользуйтесь Dask для распараллеливания операций Pandas DataFrame
Dask очень классный! Он помог мне с параллельной обработкой множества функций в DataFrame и NumPy. Я даже попытался масштабировать их в кластере, и все оказалось предельно просто!
Пользуйтесь пакетом swifter
Swifter использует Dask в фоновом режиме. Он автоматически рассчитывает наиболее эффективный способ для распараллеливания функции в пакете данных.
Это плагин для Pandas.
Пользуйтесь пакетом Pandarallel
Pandarallel может распараллеливать операции на несколько процессов.
Опять же, подходит только для больших наборов данных.
Общие советы
- Первым делом нужно писать чистый и эффективный код. Мы должны проследить, чтобы код внутри цикла не выполнял одни и те же вычисления.
- Также важно не открывать/закрывать подключения ввода-вывода для каждой записи в коллекции.
- Подумайте, можно ли кэшировать объекты.
- Проверьте, что не создаете новые экземпляры объектов там, где они не нужны.
- И, наконец, убедитесь, что код написан лаконично и не выполняет одни и те же повторяющиеся задачи со сложными вычислениями.
Как только вы добились чистого кода, можно приступать к рекомендациям, описанным выше.
Заключение
В данной статье были даны краткие подсказки по написанию кода. Они будут весьма полезны для тех, кто хочет улучшить производительность Python-кода.
Читайте также: