|
Оператор цикла for. Функция range()Курс по Python: https://stepik.org/course/100707 На предыдущих занятиях мы с вами познакомились с оператором цикла while, а также вспомогательными операторами break, continue и else. На этом занятии вы узнаете о втором операторе цикла for, который довольно часто используется в Python. Он имеет следующий синтаксис: for <переменная> in <итерируемый
объект>:
С его помощью очень легко реализовывать перебор, так называемых, итерированных объектов. Что это такое, мы будем говорить на одном из следующих занятий, а сейчас, вам достаточно знать, что это объекты, состоящие из множества элементов, которые можно перебирать. Например, списки или строки. Как всегда, постичь магию работу этого оператора лучше всего на конкретных примерах. Пусть у нас имеется список: d = [1, 2, 3, 4, 5] И мы хотим перебрать все его элементы. Через оператор цикла for сделать это можно, следующим образом: for x in d: print(x) Или, вместо списка, можно взять строку: for x in "python": print(x) Тогда переменная x на каждой итерации будет ссылаться на очередной символ этой строки. Но давайте посмотрим, как все это работает в деталях. Вернемся к примеру со списком. На первой итерации переменная x будет ссылаться на первый элемент со значением 1. Соответственно, функция print() выводит это значение в консоль. На следующей итерации переменная x ссылается уже на второй элемент и print() выводит значение 2. И так до тех пор, пока не будет достигнут конец списка.
В этой демонстрации ключевое, что переменная x ссылается на элемент списка. То есть, если мы захотим изменить значение в списке, используя переменную x, например, вот так: for x in [1, 2, 3, 4, 5]: x = 0
то ничего не получится. Здесь x просто будет ссылаться на другой объект со значением 0, но элементы списка это никак не затронет. То есть, в такой реализации оператора цикла for мы можем лишь перебирать значения элементов и что-то с ними делать, например, вычислять их произведение: d = [5, 2, 4, 3, 1] p = 1 for x in d: p *= x print(p) А как тогда менять значения элементов в списке с помощью for? Для этого к элементам списка нужно обращаться по индексу. То есть, цикл должен перебирать не элементы списка, а его индексы: d = [5, 2, 4, 3, 1] for i in [0, 1, 2, 3, 4]: d[i] = 0 print(d)
В этом случае, мы на каждой итерации цикла, обращаемся сначала к первому элементу списка, присваиваем ему ноль, затем, ко второму элементу, присваиваем ему ноль и так для всех остальных элементов. В итоге меняется сам список. Однако описывать индексы через еще один список, далеко не лучшая практика. Для подобных целей в Python существует специальная функция range(), которая генерирует арифметическую последовательность чисел с параметрами: range(start, stop, step) Например, для генерации последовательности от 0 до 4, функцию range() можно записать в виде: range(5) range(0, 5) range(0,5,1) То есть, последнее значение 5 не включается в диапазон. Чтобы увидеть сгенерированные числа, преобразуем их последовательность в список с помощью известной нам функции list(): list(range(5)) list(range(0, 5)) list(range(0, 5, 1)) Если же мы запишем: list(range(0)) то получим пустой список, так как значения здесь начинаются с нуля и заканчиваются нулем, при этом, ноль в интервал не входит. То же самое произойдет при указании любого отрицательного значения, например: list(range(-5)) list(range(0, -5)) Но как нам тогда формировать последовательность отрицательных значений? Очень просто, в качестве стартового значения нужно указать число меньше конечного значения: list(range(-10, -5)) Или с шагом: list(range(-10, -5, 2)) Но если указать отрицательный шаг: list(range(-10, -5, -2)) то снова увидим пустой список. Я, думаю, вы догадались почему? Теперь, мы начинаем двигаться от -10 в меньшую сторону и значение -5 становится недостижимым. В этом случае функция range() не выдает никаких значений. Чтобы поправить ситуацию, в качестве конечного значения нужно записать число меньше -10, например, -20: list(range(-10, -20, -2)) Вот так генерируются последовательности в обратном порядке. То же самое можно проделать и в положительной области: list(range(5, 0, -1)) Обратите внимание, мы начинаем с 5 и заканчиваем 1. Здесь конечное значение 0 не включается в диапазон. Если нам нужно дойти до нуля, то в данном случае следует указать -1 в качестве конечного значения: list(range(5, -1, -1)) Вот это всегда следует помнить при работе с функцией range() – конечное значение не включается в диапазон. Итак, теперь, когда мы с вами узнали, как работает функция range(), перепишем нашу программу с перебором элементов списка по их индексам, следующим образом: d = [5, 2, 4, 3, 1] for i in range(5): d[i] = 0 print(d) Здесь нам не нужно функцию range() превращать в список, оператор цикла for умеет перебирать любые итерируемые объекты, а range(), как раз возвращает такой объект, поэтому переменная i будет принимать значения от 0 до 4 включительно и мы видим, что все значения списка стали равны нулю. И последний штрих в этой программе. Число 5 лучше заменить вызовом функции определения длины списка: len(d) Тогда получим универсальную программу, работающую со списком любой длины: for i in range(len(d)): d[i] = 0 В заключение этого занятия приведу еще один пример использования цикла for для вычисления суммы ряда: S = 1/2 + 1/3 + 1/4 + … + 1/1000 Программу можно реализовать, следующим образом: S = 0 for i in range(2, 1001): S += 1 / i print(S) На этом мы завершим наше первое знакомство с оператором цикла for и функцией range(). На данный момент вам нужно хорошо понимать, как перебираются списки и строки, как формировать арифметические последовательности функцией range() и как ее можно использовать совместно с оператором цикла for. Следующий урок я целиком посвящу примерам использования этого оператора цикла со списками и строками, а пока закрепите текущий материал практическими заданиями. Курс по Python: https://stepik.org/course/100707 Видео по теме |
