Циклы: while и for

Учим программу повторять действия с помощью циклов while и for — и решаем задачи, которые вручную заняли бы вечность.

Цикл — это конструкция, которая повторяет блок кода много раз. В Python есть два цикла: while и for.

Когда без цикла никак

Представь, что надо вывести числа от 1 до 100. Писать сто строк print? Безумие. А посчитать сумму всех чисел до 1000? Вот тут и спасают циклы: они повторяют действие столько раз, сколько нужно, а кода — всего пара строк. Компьютер не устаёт и не ошибается при повторах, и это его суперсила.

Цикл while: пока условие истинно

Цикл while («пока») повторяет блок, пока условие истинно. Перед каждым повтором он проверяет условие: истинно — выполняет тело и проверяет снова; ложно — выходит из цикла.

i = 1
while i <= 5:
    print("Шаг номер", i)
    i = i + 1     # обязательно меняем i!

print("Цикл закончился")

Вывод:

Шаг номер 1
Шаг номер 2
Шаг номер 3
Шаг номер 4
Шаг номер 5
Цикл закончился

Разберём по шагам. Переменная i начинается с 1. Пока i <= 5, печатаем шаг и увеличиваем i на единицу. Когда i станет 6, условие станет ложным, и цикл закончится. Строка i = i + 1 — самая важная: без неё i навсегда осталась бы единицей, и цикл крутился бы вечно.

В цикле while что-то внутри обязательно должно приближать условие к ложному — иначе получится бесконечный цикл.

Накопление: считаем сумму

Очень частая задача — что-то накопить в цикле. Заводят переменную-«копилку», и на каждом шаге добавляют в неё. Посчитаем сумму чисел от 1 до 5.

summa = 0      # копилка
i = 1
while i <= 5:
    summa = summa + i   # добавляем очередное число
    i = i + 1

print("Сумма чисел от 1 до 5:", summa)

Вывод:

Сумма чисел от 1 до 5: 15

Копилка summa начинается с нуля, и на каждом шаге в неё добавляется i: 1, потом 3, 6, 10, 15. Этот приём «завести копилку и накапливать в цикле» пригодится в сотнях задач.

Трассировка: пройди цикл «руками»

Лучший способ понять цикл — мысленно выполнить его, как это делает компьютер. Этот приём называют трассировкой: ведут табличку, где на каждом шаге записывают значения переменных. Возьмём цикл, считающий сумму 1+2+3. До цикла: summa = 0, i = 1. Проверяем i <= 3 — истина, значит работаем.

Когда i стало 4, условие стало ложным, цикл закончился, и в summa осталось 6. Привыкай так «прогонять» циклы в голове или на бумаге — это лучший способ найти ошибку и понять, что именно делает программа. На контрольных трассировка часто помогает решить задачу без компьютера.

Цикл for: перебор по порядку

Когда число повторов известно заранее, удобнее for. Вместе с range он легко перебирает числа. range(1, 6) даёт числа от 1 до 5 (правая граница не входит — важно запомнить!).

for i in range(1, 6):
    print("Привет", i)

Вывод:

Привет 1
Привет 2
Привет 3
Привет 4
Привет 5

Никакого i = i + 1 писать не нужно — for сам меняет i на каждом шаге. Поэтому for удобнее и безопаснее, когда число повторов известно: бесконечный цикл тут почти невозможен.

while или for: что выбрать

Попробуй сам

Соберём всё вместе: цикл for напечатает таблицу умножения на 7. Один цикл заменяет десять строк ручной писанины.

n = 7
print("Таблица умножения на", n)

for i in range(1, 11):
    print(n, "x", i, "=", n * i)

Вывод:

Таблица умножения на 7
7 x 1 = 7
7 x 2 = 14
7 x 3 = 21
7 x 4 = 28
7 x 5 = 35
7 x 6 = 42
7 x 7 = 49
7 x 8 = 56
7 x 9 = 63
7 x 10 = 70

Поменяй n на 9 — и получишь таблицу на 9, не трогая больше ничего. А попробуй заменить range(1, 11) на range(1, 6) — таблица станет короче. Вот она, мощь циклов: меняешь одну цифру, а работа делается за тебя.

Вложенные циклы: цикл внутри цикла

Один цикл — это сила, а цикл внутри цикла — настоящая магия. Так строят таблицы, сетки, игровые поля. Внешний цикл идёт по строкам, а для каждой строки внутренний цикл проходит по столбцам. Нарисуем «звёздную лесенку», чтобы увидеть это вживую.

for i in range(1, 6):          # внешний: 5 строк
    stroka = ""
    for j in range(i):         # внутренний: i звёздочек
        stroka = stroka + "*"
    print(stroka)

Вывод:

*
**
***
****
*****

Разберём, что произошло. Внешний цикл задаёт номер строки i от 1 до 5. Для каждой строки внутренний цикл добавляет в stroka ровно i звёздочек. В первой строке — одна звезда, во второй — две, и так далее. Вот и лесенка! Вложенные циклы поначалу путают, поэтому правило простое: внутренний цикл полностью отрабатывает на каждом шаге внешнего. Попробуй заменить "*" на "# " или изменить число строк — рисунок поменяется. Именно так, кстати, выводят таблицу умножения целиком (строки и столбцы) и рисуют поля для игр.

Частые ошибки

• Забыть менять переменную в while. Без i = i + 1 цикл станет бесконечным.
• Ошибиться с границей range. range(1, 6) — это 1, 2, 3, 4, 5; правая граница не входит.
• Сбить отступ тела цикла. Как и в if, тело цикла задаётся отступом.
• Забыть обнулить копилку. Переменную-накопитель задают до цикла, обычно нулём.

Запомни

• while повторяет, пока условие истинно; внутри нужно менять переменную, иначе цикл зациклится.
• for с range перебирает числа; правая граница в range не входит.
• Приём «копилки»: завести переменную до цикла и накапливать в ней.
• for удобен при известном числе повторов, while — когда повторяем «пока» что-то верно.