while
¶Начнем с известных всем операторов. Проверим,
8 < 9 # правда
True
9 > 10 # неправда
False
Результат такой проверки имеет логический тип (boolean).
res = 8 < 9
res
True
Как мы уже обсуждали, переменные такого типа могут принимать два значения True
или False
. Обратите внимание, что True
и False
не заключены в кавычки ‒ добавив кавычки, мы получим строки "True" и "False" (тип string).
"True" == True
False
При проверке равенства двух частей (переменных, списков и так далее) используется двойной знак равенства.
6 == 6
True
Одинарный знак «равно» используется для присваивания значений. Так ничего не сравним, но сохраним в переменную a
число 6:
a = 6
a
6
А так уже проверим условия:
print(a == 6)
print(a == 9)
True False
Отрицание равенства в Python обозначается с помощью оператора !=
(вообще !
в программировании используется для отрицания).
6 != 7
True
Стоит отметить, что Python достаточно лояльно относится к разделению между типам данных. Например, если мы сравним целое число и то же число, но с плавающей точкой (с дробной частью равной 0), Python сообщит, что эти числа совпадают.
6 == 6.0 # верно
True
Условные конструкции – конструкции с операторами условия. Условная конструкция обычно предполагает «развилку»: если условие выполняется, то должен выполняться один набор действий, если нет – другой набор действий. Давайте напишем программу, которая будет просить пользователя ввести целое число, и если это число менее 10, на экран будет выводиться сообщение "Мало", иначе – "Много". И заодно познакомимся с конструкцией if-else.
x = int(input("Введите число: "))
Введите число: 10
if x < 10:
print("Мало")
else:
print("Много")
Много
В части с if
мы прописываем условие, в зависимости от которого Python будет делать выбор, что выводить на экран, а после двоеточия перечисляем действия, которые будут выполняться в случае, если x
удовлетворяет условию. В части с else
мы уже не пишем никакого условия – оператор else
сам по себе означает «в случае, если условие в выражении с if
не выполнено».
Часть с else
является необязательной: программа может существовать только с условием if
. Тогда в случае невыполнения условия ничего происходить не будет, Python просто перейдет к следующим строкам кода.
Как быть, если условий несколько? Например, мы просим пользователя ввести число, и если число больше 10, на экране должно быть сообщение "Много", если ровно 10 – "В самый раз", если меньше – "Мало". Условные конструкции можно вкладывать друг друга, главное не забывать при этом про отступы:
if x < 10:
print("Мало")
else:
if x == 10:
print("В самый раз")
else:
print("Много")
В самый раз
Можно воспользоваться оператором elif
, который по смыслу является сочетанием else + if
: если предыдущее условие невыполнено, то, нужно проверить следующее условие, и если оно тоже не выполнено, то уже перейти к ветке с else
.
if x < 10:
print("Мало")
elif x == 10:
print("В самый раз")
else:
print("Много")
В самый раз
Ответвлений с elif
может быть несколько: сколько условий, столько и выражений с elif
.
Законный вопрос: а можно ли обойтись совсем без elif
, просто записав несколько выражений с if
? Тут все зависит от ситуации. Иногда решения использовать elif
и if
будут равнозначными. Если мы перепишем код в примере выше, заменив elif
на if
, ничего не изменится, так как условия будут проверяться последовательно в любом случае: если число меньше 10, будет выведено слово «Мало», если нет – программа перейдет к следующему условию, и так далее.
if x > 10:
print("Много")
if x > 6:
print("Хорошо")
if x > 4:
print("Неплохо")
else:
print("Плохо")
Хорошо Неплохо
В случае, когда условия как-то связаны между собой, нужно быть более внимательными. Рассмотрим такой пример.
Случай 1.
mark = int(input("Введите оценку: "))
Введите оценку: 3
if mark < 10:
print("Это нормально")
elif mark == 10:
print("Отлично")
if mark < 6:
print("Плохо")
Это нормально Плохо
Если оценка меньше 10, мы выводим на экран сообщение "Это нормально", если нет, то проверяем, равна ли она 10: если да, то выводим "Отлично", если нет – ничего не делаем. При этом, после всех этих действий делаем дополнительную проверку: если оценка меньше 6, выводим "Плохо".
Случай 2.
if mark < 10:
print("Это нормально")
elif mark == 10:
print("Отлично")
elif mark < 6:
print("Плохо")
Это нормально
Если оценка меньше 10, мы выводим на экран сообщение "Это нормально", если нет, то проверяем, равна ли она 10: если да, то выводим "Отлично", если нет – сравниваем ее с 6. Если оценка меньше 6, выводим "Плохо".
Почему во втором случае мы не увидели сообщение "Плохо"? Потому что из-за второго elif
мы попросту до него не дошли! На ветку со вторым elif
мы попадаем в случае, если предыдущее условие не выполняется, то есть если оценка не равна 10. А на ветку с первым elif
мы попадем, в случае, если оценка не менее 10. Получается, что мы должны выводить слово "Плохо" в случае, когда оценка более 10 и при этом менее 6, чего в природе не бывает. Использовав elif
необдуманно, мы добавили лишнее условие, которое никогда не будет выполняться! Тут будет полезно вспомнить схемы, которые многие, наверное, видели на уроках информатики в школе. Запоминать их необязательно, просто они хорошо иллюстрируют различия между двумя случаями.
Случай 1
Случай 2
Возможно, предыдущее обсуждение if
и elif
могло вас чуть-чуть запутать, но это не повод расстраиваться. Важно просто помнить, что разница между этими операторами есть. Остальное можно проверить экспериментально на конкретном примере :)
Пусть у нас есть три целочисленные переменные a
, b
и c
, и мы планируем составлять сложные, составные уcловия, касающиеся этих переменных.
a = 3
b = 7
c = 1
Помогут операторы and
и or
. Оператор and
соответствует одновременному выполнению условий, оператор or
соответствует ситуации, когда хотя бы одно из условий выполняется. Оператор or
в Python – обычное «или», не исключающее: либо верно первое условие, либо второе, либо оба.
(a < b) and (b > c) # оба верны
True
(a < b) and (c > b) # второе неверно -> все неверно
False
(a < b) or (a > c) # первое верное -> хотя бы одно верно
True
(a < b) or (c > b) # первое верное -> хотя бы одно верно
True
Можем работать с элементами списков:
L1 = [1, 3, 6, 8]
L2 = [0, 9, 6, 8]
L1[0] > L2[0] # 1 больше 0
True
(L1[0] > L2[0]) and (L1[2] == L2[2]) # оба верны
True
(L1[0] > L2[0]) or (L1[2] == L2[2]) # оба верны
True
Давайте пройдемся по парам элементов в списках L1
и L2
, и если значения элементов, которые стоят на одном и том же месте, просто в разных списках, совпадают, мы будем выводить сообщение "It's true! They are equal!", а если нет – сообщение "It's false! They are not equal!".
Сначала посмотрим на длину списков:
print(len(L1))
print(len(L2))
4 4
Списки одинаковой длины, это хорошо! Напишем цикл.
for i in range(0, len(L1)):
if L1[i] == L2[i]:
print("It's true! They are equal!")
else:
print("It's false! They are not equal!")
It's false! They are not equal! It's false! They are not equal! It's true! They are equal! It's true! They are equal!
Кроме and
и or
в Python есть еще полезные операторы: оператор принадлежности in
и оператор отрицания not
.
Пусть у нас есть списки отличных, хороших, удовлетворительных и плохих оценок.
excel = [8, 9, 10]
good = [6, 7]
sat = [4, 5]
bad = [1, 2, 3]
Проверим, лежит ли оценка 8 в плохих:
8 in bad
False
Применим отрицание:
8 not in bad # верно!
True
while
¶С циклом for
мы уже знакомы. Сейчас мы познакомимся с циклом while
, логика которого отличается от for
. Конструкции с циклом while
устроены следующим образом: действия, которые указаны в теле цикла, должны выполняться до тех пор, пока верно условие, прописанное после while
(отсюда и название). Если в цикле for
мы указывали некоторый промежуток, по которому в ходе цикла мы будем "пробегаться", то в случае с циклом while
мы просто фиксируем стартовую точку, а конечную точку никак не указываем: программа сама остановится, когда условие в цикле перестанет выполняться.
nums = [1, 0, 9, 10, -1, 8]
Давайте, используя цикл while
, будем выводить на экран элементы списка nums
до тех пор, пока не столкнемся с отрицательным значением.
i = 0 # начинаем с индекса i=0
while nums[i] >= 0: # пока элемент nums[i] >= 0
print(nums[i]) # выводим элемент на экран
i = i + 1 # переходим к следующему элементу
1 0 9 10
На значении 10 мы остановились: за ним идет значение -1, для которого условие nums[i] > = 0
не выполняется.
Давайте теперь попробуем переписать код так, чтобы он работал точно так же, но только чтобы в нем использовался цикл for
, а не while
. Вообще почти любой код с while
можно переписать через for
, и иногда это полезно: код с циклом while
обычно более медленный, плюс, склонен к зацикливанию.
for n in nums:
if n >= 0:
print(n)
else:
break # выходим из цикла
1 0 9 10
В коде выше мы использовали оператор break
, который позволяет выйти из цикла, то есть закончить исполнение строк кода в теле цикла и перейти к коду дальше.
А теперь напишем маленькую игру-угадайку. Программа будет загадывать целое число от 1 до 100, а пользователь его угадывать. Как программа будет загадывать число? Выбирать случайным образом из интервала [1, 100] (на самом деле псевдослучайным образом, так как абсолютной случайности не получится, генерирование чисел происходит по фиксированным алгоритмам).
from random import randrange # импортируем модуль для функии randrange
n = randrange(1, 101) # n и есть загаданное число
Осталось написать цикл. До тех пор, пока пользователь не угадает число, программа не будет останавливаться, но зато она будет давать подсказки: если введенное пользователем число больше загаданного, то будет выводиться сообщение "Вы ввели слишком большое число.", если меньше – "Вы ввели слишком маленькое число."
while True:
guess = int(input("Ваша попытка:"))
if guess == n:
print("Вы выиграли!")
break
elif guess > n:
print("Вы ввели слишком большое число.")
else:
print("Вы ввели слишком маленькое число.")
Ваша попытка:53 Вы ввели слишком большое число. Ваша попытка:32 Вы ввели слишком маленькое число. Ваша попытка:44 Вы ввели слишком маленькое число. Ваша попытка:47 Вы ввели слишком маленькое число. Ваша попытка:52 Вы ввели слишком большое число. Ваша попытка:51 Вы ввели слишком большое число. Ваша попытка:49 Вы ввели слишком маленькое число. Ваша попытка:50 Вы выиграли!
В коде выше в while
мы не написали никакого условия явно, вместо этого мы написали while True
. Это выражение означает «до тех пор, пока мы не вышли из цикла». В нашем случае это равносильно «до тех пор, пока не столкнулись с break
», пока наш ответ не совпал с загаданным числом.