Ревизия: 226 Глава 6. Циклы

i += 1 return fn

Упражнение. Проанализируйте процесс выполнения данной функции. Правильно ли она работает? Изменяется ли размер стека вызовов при работе данной функции?

Что произойдет, если функции fibonacciWithWhileLoop() передать в качестве

параметра число 2.4? Доработайте программу так, чтобы этот случай корректно обрабатывался.

Выполнили задание? Если лень заниматься этим сейчас, то лучше отложить книгу и пойти прогуляться. В лени и усталости нет ничего плохого – это вполне естественно для человека, и глупо это отрицать. Но «халтурить» не стоит. Как говорится, тяжело в учении, легко в бою.

Если с заданием справились, идем дальше.

§6.8. Вложенные операторы цикла и двумерные таблицы

Как вы уже, наверное, догадались, подобно логическим операторам, циклы могут быть вложены друг в друга. При этом циклы могут использовать различные переменные-счетчики.

Простейшее применение вложенных операторов цикла – построение двумерных таблиц, например:

i = 1

while i <= 10: j = 1

while j <= 10:

print i * j, "\t", j += 1

print i += 1

Разберемся с тем, как работает эта программа. Цикл, проверяющий условие i <= 10, отвечает за повторение строк таблицы. В его теле выполняется второй цикл, который выводит произведение i и j десять раз подряд, разделяя знаками табуляции полученные

результаты. При этом запятая, завершающая выражение, запрещает интерпретатору переводит курсор на новую строку. Также обратите внимание на команду print без параметра, следующую после внутреннего цикла. Она производит перевод на новую строку. В результат выполнения данной программы мы получим следующую таблицу:

70

Первый столбец и первая строка содержат числа от 1 до 10. На пересечении i-той строки и j-того столбца находится произведение i и j. Мы получили таблицу умножения.

Если мы добавим еще один цикл, то получим трехмерную таблицу произведений трех чисел. Выводить на экран ее, правда, будет неудобно – «послойно» разве что. Таким образом вложенные циклы позволяют строить таблицы любой размерности, что очень часто применяется в сложных научных расчетах. И в трехмерной графике, кстати, тоже.

§6.9. Классификация операторов цикла

В различных языках программирования существует четыре типа циклов. Мы рассмотрели один из них на примере оператора while. Такие циклы называются циклами с

предусловием. Их характерная черта заключается в том, что Условие повторения цикла проверяется до выполнения его тела.

Второй тип циклов – циклы с постусловием. Их отличие состоит в том, что они имеют условие выхода из цикла, которое проверяется после выполнения тела цикла. Т.е. в таких циклах обязательно выполняется хотя бы одна итерация. Например, в языке Pascal цикл с постусловием выглядит так:

until УСЛОВИЕ_ВЫХОДА;

В Питоне цикла с постусловием нет, т.к. он легко заменяется циклом с предусловием – достаточно на первой итерации сделать истинным условие повторения цикла.

Еще один тип циклов – арифметические циклы. Такие циклы специально предназначены для работы с переменными-счетчиками. Например, в Pascal'е арифметический цикл выглядит так:

В C арифметический цикл немного сложнее – в его заголовке можно отдельно указывать начальное значение счетчика (причем, их может быть несколько), условие повторения цикла и операции, которые должны выполняться в конце каждой итерации (например, приращение счетчика):

Арифметического цикла в Питоне тоже нет, но он имеет средство, которое прекрасно его заменяет: цикл перебора элементов множества. Такие циклы базируются на концепции итераторов, о которой мы еще поговорим немного позже. Такой цикл в Питоне выглядит следующим образом:

15 Для обратного отсчета может использоваться ключевое слово downto.

71

for i in range(0,10): ТЕЛО_ЦИКЛА

Немного позже мы к нему еще вернемся и узнаем на что он способен – по гибкости он превосходит обычные арифметические циклы.

§6.10. Управляющие структуры

Настало время оглянуться назад. В первой главе речь шла о том, что высокоуровневые программы строятся на нескольких видах конструкций. Давайте вспомним их и сопоставим каждую из них со знаниями приобретенными в пройденных главах. Итак, в высокоуровневые программы строятся на основе следующих типов операций:

•Ввод данных (пока мы умеем вводить данные только с клавиатуры с помощью функций input и raw_input);

•Вывод данных (данные мы выводили на экран; вывод производится с помощью команды print);

•Выполнение некоторых операций над числами, строками или другими объектами (большинство выражений, в том числе, с использованием функций относятся как раз к этим операциям);

•Выбор ветви выполнения программы на основе принятого решения (условный оператор if);

•Повторение группы операций чаще всего с изменением одного или нескольких параметров (операторы цикла while и for).

Кроме того, в третьей главе мы разобрались с функциями, предоставляющими нам множество преимуществ, в том числе:

•Любой часто повторяемой последовательности операций мы можем назначить имя и по нему вызывать ее на выполнение;

•Использование функций упрощает понимание программы и процесс ее отладки: мы можем отладить каждую функцию по отдельности с предельными значениями параметров, а затем собрать их в единую систему, устойчивую к ошибкам при вводе данных пользователем и другим непредвиденным ситуациям;

•Функции позволяют избежать дублирование кода, поэтому изменение хорошо спроектированной программы требует не так много усилий;

•Хорошо продуманные функции могут использоваться в других проектах, что повышает нашу производительность и позволяет в полной мере насладиться процессом решения текущей задачи;

•И, наконец, с помощью рекурсивных функций можно элегантно решать довольно сложные задачи, и программа при этом будет занимать всего несколько строк.

Итак, первая ступень пройдена: теперь мы владеем вопросами, на основе которых строится подавляющее большинство приложений – программ, позволяющих решать повседневные задачи (иногда их называют прикладными программами). В следующих главах мы продолжим изучать новые возможности Питона и концепции программирования, но самое трудное уже позади.

72