Osnovy_programmirovania_na_primere_yazyka_Python

Д. Ю. Федоров. «Основы программирования на примере языка Python»

Впримере цикл while выполняется до тех пор, ПОКА число кроликов в условии положительное. На каждом шаге цикла мы переменную rabbits уменьшаем на 1, чтобы не уйти в бесконечный цикл, когда условие всегда будет являться истинным.

Рассмотрим подробнее ход выполнения программы.

Вначале работы программы переменная rabbits равна 3, затем попадаем в цикл while,

т.к. условие rabbits > 0 будет являться истинным (вернет значение True). В теле цикла вызывается функция print(), которая отобразит на экране текущее значение переменной rabbits. Далее переменная уменьшится на 1 и снова произойдет проверка условия while, т.е. 2 > 0 (вернет True). Попадаем в цикл и действия повторяются до тех пор, пока не дойдем до условия 0 > 0. В этом случае вернется логическое значение False и цикл while не сработает.

Рассмотрим следующий пример:

while True:

text = input("Введите число или стоп для выхода: ") if text == "стоп":

print("Выход из программы! До встречи!")

print("Число 1") else:

print("Что это?!")

В результате работы программы получим:

>>>

============ RESTART: C:\Python35-32\myprog.py ===========

Введите число или стоп для выхода: 4 Что это?!

Введите число или стоп для выхода: 1 Число 1 Введите число или стоп для выхода: стоп

Выход из программы! До встречи!

>>>

Программа выполняется в бесконечном цикле, т.к. True всегда является истиной. Внутри цикла происходит ввод значения с клавиатуры и проверка введенного значения. Инструкция break осуществляет выход из цикла.

В подобных программах необходимо внимательно следить за преобразованием типов данных.

Упражнение 12.4 Напишите программу-игру. Компьютер загадывает случайное число, пользователь

пытается его угадать. Пользователь вводит число до тех пор, пока не угадает или не введет слово «Выход». Компьютер сравнивает число с введенным и сообщает пользователю больше оно или меньше загаданного.

81

«Python: быстрый старт» http://dfedorov.spb.ru/python3/

В следующей программе реализован один из вариантов подсчета суммы чисел в строке:

s='aa3aBbb6ccc' total=0

for i in range(len(s)):

if s[i].isalpha(): # посимвольно проверяем наличие буквы continue # инструкция перехода к следующему шагу цикла

total=total+int(s[i]) #накапливаем сумму, если встретилась цифра

print ("сумма чисел:", total)

Результат выполнения:

>>>

======== RESTART: C:\Python35-32\myprog.py =======

сумма чисел: 9

>>>

В примере демонстрируется использование инструкции continue. Выполнение данной инструкции приводит к переходу к следующему шагу цикла, т.е. все команды, которые находятся после continue, будут проигнорированы.

Упражнение 12.5 Дано число, введенное с клавиатуры. Определите сумму квадратов нечетных цифр

в числе.

Упражнение 12.6 Найдите сумму чисел, вводимых с клавиатуры. Количество вводимых чисел

заранее неизвестно. Окончание ввода, например, слово «Стоп».

Упражнение 12.7 Задана строка из стихотворения: «Мой дядя самых честных правил,

Когда не в шутку занемог, Он уважать себя заставил И лучше выдумать не мог»

Удалите из строки все слова, начинающиеся на букву «м». Результат вывести на экран в виде строки.

Подсказка: вспомните про модификацию списков.

Упражнение 12.8 Дан произвольный текст. Найдите номер первого самого длинного слова в нем.

Упражнение 12.9 Дан произвольный текст. Напечатайте все имеющиеся в нем цифры, определите их

количество, сумму и найти максимальное.

Д. Ю. Федоров. «Основы программирования на примере языка Python»

Для справки. Анонимные функции (функция lambda)

Python не относится к функциональным языкам программирования, но реализует отдельные возможности функционального стиля, например позволяет создавать лямбда-

выражения.

Рассмотрим следующий пример. Для начала определим функцию edit_story():

>>> def edit_story(words, func): for word in words:

print(func(word))

Теперь необходимо определить список и функцию, которые будут передаваться в качестве параметров в edit_story():

>>>s = ['aaaaa', 'bbbbbb', 'cccccc'] # создали список

>>>def f(word):

return word.capitalize() + '!'

>>> edit_story(s, f) # вызвали функцию и передали f()

Aaaaa!

Bbbbbb!

Cccccc!

>>>

Вместо создания отдельной функции f() запишем лямбда-функцию внутри вызова edit_story():

>>> edit_story(s, lambda word: word.capitalize() + '!') Aaaaa!

Bbbbbb!

Cccccc!

>>>

83

«Python: быстрый старт» http://dfedorov.spb.ru/python3/

Для справки. Функция генератора

В предыдущих примерах мы уже встречались с функцией range(), которая генерирует последовательность целых чисел без необходимости создания всей последовательности и её хранения в памяти.

Напишем собственную функцию-генератор, которая отличается тем, что вместо return использует инструкцию yield:

>>>def my_range(first=0, last=10, step=1): number = first

while number < last: yield number number += step

>>>my_range

<function my_range at 0x02DF6228>

>>> ranger = my_range(1, 5)

Видим, что функция my_range() вернула объект генератора:

>>> ranger

<generator object my_range at 0x02E00450>

>>> for i in ranger: print(i)

1

2

3

4

>>>

Д. Ю. Федоров. «Основы программирования на примере языка Python»

12.5. Вложенные циклы

Циклы можно вкладывать друг в друга.

for j in inner:

print ('i=', i, 'j=', j)

Результат работы программы:

>>>

======= RESTART: C:\Python35-32\myprog.py ======

i= 1 j= 5 i= 1 j= 6 i= 1 j= 7 i= 1 j= 8 i= 2 j= 5 i= 2 j= 6 i= 2 j= 7 i= 2 j= 8 i= 3 j= 5 i= 3 j= 6 i= 3 j= 7 i= 3 j= 8 i= 4 j= 5 i= 4 j= 6 i= 4 j= 7 i= 4 j= 8

>>>

В примере цикл for сначала продвигается по всем элементам внешнего цикла (фиксируем i=1), затем переходит к вложенному циклу (переменная j) и проходим по всем элементам вложенного списка. Далее возвращаемся к внешнему циклу (фиксируем следующее значение i=2) и снова проходим по всем элементам вложенного списка. Так повторяем до тех пор, пока не закончатся элементы во внешнем списке:

Данный прием активно используется при работе с вложенными списками (см. п. 11.6).

85

«Python: быстрый старт» http://dfedorov.spb.ru/python3/

Сначала пример с одним циклом for:

lst = [[1, 2, 3], [4, 5, 6]]

for i in lst: print (i)

Результат выполнения программы:

>>>

====== RESTART: C:\Python35-32\myprog.py =======

[1, 2, 3] [4, 5, 6]

>>>

В примере с помощью цикла for перебираются все элементы списка, которые также являются списками.

Если мы хотим добраться до элементов вложенных списков, то придется использовать вложенный цикл for:

lst = [[1, 2, 3], [4, 5, 6]]

for i in lst: # цикл по элементам внешнего списка print()

for j in i: # цикл по элементам элементов внешнего списка print (j, end="")

Результат выполнения программы:

>>>

======= RESTART: C:\Python35-32\myprog.py =======

123

456

>>>

Упражнение 12.10

Создайте матрицу (список из вложенных списков) размера N x M (фиксируются в программе), заполненную случайными целыми числами.

Упражнение 12.11

Создайте матрицу (список из вложенных списков) размера N x N (фиксируются в программе), заполненную случайными целыми числами.

Упражнение 12.12 Дана матрица (см. упражнение 12.10). Вывести номер строки, содержащей

максимальное число одинаковых элементов.

Д. Ю. Федоров. «Основы программирования на примере языка Python»

Упражнение 12.13 Дана целочисленная квадратная матрица (см. упражнение 12.11). Найти

произведение элементов матрицы, лежащих ниже главной диагонали.

Упражнение 12.14 Дана целочисленная квадратная матрица (см. упражнение 12.11). Найти сумму

элементов матрицы, лежащих выше главной диагонали.

Для справки. Else в инструкции цикла

Инструкции циклов могут иметь ветвь else. Она исполняется, когда цикл выполнил перебор до конца (в случае for) или когда условие становится ложным (в случае while), но не в тех случаях, когда цикл прерывается по break.

Рассмотрим следующий пример разложения числа на множители:

for n in range(2, 10): for x in range(2, n):

if n % x == 0:

print (n, 'равно', x, '*', n//x) break

else:

# циклу не удалось найти множитель print (n, '- простое число')

Результат выполнения программы:

>>>

======== RESTART: C:\Python35-32\myprog.py =========

>>>

87

«Python: быстрый старт» http://dfedorov.spb.ru/python3/

13. Множества

Математическое образование разработчика языка Python наложило свой отпечаток на типы данных (классы), которые присутствуют в языке.

Рассмотрим множество (set) в Python – неупорядоченную коллекцию неизменяемых, уникальных элементов.

Создадим множество:

>>>v = {'A', 'C', 4, '5', 'B'}

>>>v

{'C', 'B', '5', 4, 'A'}

>>>

Заметим, что полученное множество отобразилось не в том порядке, в каком мы его создавали, т.к. множество – это неупорядоченная коллекция.

Представим множество схематично:

Множества в Python обладают интересными свойствами:

>>>v = {'A', 'C', 4, '5', 'B', 4}

>>>v

{'C', 'B', '5', 4, 'A'}

>>>

Видим, что повторяющиеся элементы, которые мы добавили при создании множества, были удалены (элементы множества уникальны).

Рассмотрим способы создания множеств:

>>> set([3,6,3,5]) {3, 5, 6}

>>>

Множества можно создавать на основе списков. Обратите внимание, что в момент создания множества из списка будут удалены повторяющиеся элементы. Это отличный способ очистить список от повторов:

>>> list(set([3,6,3,5])) [3, 5, 6]

>>>

Д. Ю. Федоров. «Основы программирования на примере языка Python»

Функция range() позволяет создавать множества из диапазона:

>>> set(range(10))

{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}

>>>

Рассмотрим некоторые операции над множествами48:

>>>s1=set(range(5))

>>>s2=set(range(2))

>>>s1

{0, 1, 2, 3, 4}

>>>s2 {0, 1}

>>>s1.add('5') # добавить элемент

>>>s1

{0, 1, 2, 3, 4, '5'}

>>>

У множеств в Python много общего с множествами из математики:

>>>s1.intersection(s2) # пересечение множеств через вызов метода (s1 & s2)

{0, 1}

>>>s1.union(s2) # объединение множеств через вызов метода (s1 & s2)

{0, 1, 2, 3, 4, '5'}

>>>

48 https://docs.python.org/3/tutorial/datastructures.html#sets

89