Цикли for

Огляд

Питання

• Як змусити програму робити багато речей?

Цілі

• Поясніть, для чого зазвичай використовуються цикли for.
• Проаналізуйте виконання простого (невкладеного) циклу та правильно вкажіть значення змінних у кожній ітерації.
• Напишіть цикли for, які використовують шаблон накопичувача для агрегування значень.

Цикл for виконує команди один раз для кожного значення в колекції.

---

• Doing calculations on the values in a list one by one is as painful as working with pressure_001, pressure_002, etc.
• A for loop tells Python to execute some statements once for each value in a list, a character string, or some other collection.
• “для кожного елемента в цій групі виконайте ці операції”

PYTHON

for number in [2, 3, 5]: 
     print(number)

• Цей цикл for є еквівалентним наступному:

PYTHON

print(2) 
print(3) 
print(5)

• І результат циклу for є таким:

ВИХІД

2
3
5

Цикл for складається з колекції, змінної циклу та тіла циклу.

---

PYTHON

for number in [2, 3, 5]: 
    print(number)

• Колекція [2, 3, 5] є те, що опрацьовується в циклі.
• Тіло циклу, print(number), визначає, що робити для кожного значення в колекції.
• Змінна циклу, number, змінюється для кожної ітерації циклу.
  • “Поточне значення”.

Перший рядок циклу for має закінчуватися двокрапкою, а тіло циклу має бути з відступом.

---

• Двокрапка в кінці першого рядка вказує на початок блоку операторів.
• Python використовує відступ, а не {} або begin/end, щоб показати вкладеність.
  • Будь-який послідовний відступ є допустимим, але майже усі використовують чотири пробіли.

PYTHON

for number in [2, 3, 5]:
print(number)

ПОМИЛКА

IndentationError: expected an indented block

• Відступи у Python завжди важливі.

PYTHON

firstName = "Jon"
  lastName = "Smith"

ПОМИЛКА

  File "<ipython-input-7-f65f2962bf9c>", line 2
    lastName = "Smith"
    ^
IndentationError: unexpected indent

• Ця помилка може бути виправлена шляхом видалення зайвих пробілів на початку другого рядку.

Змінні циклу можна називати як завгодно.

---

• Як і всі інші змінні, змінні циклу:
  • Створюються за потреби
  • Не несуть смислового навантаження: їх імена можуть бути будь-якими.

PYTHON

for kitten in [2, 3, 5]: 
    print(kitten)

Тіло циклу може містити багато операторів.

---

• Але жоден цикл не повинен мати довжину більше кількох рядків.
• Людям важко запам’ятати великі фрагменти коду.

PYTHON

primes = [2, 3, 5]
for p in primes: 
    squared = p ** 2 
    cubed = p ** 3 
    print(p, squared, cubed)

ВИХІД

2 4 8
3 9 27
5 25 125

Використовуйте range для перебору послідовності чисел.

---

• Вбудована функція range створює послідовність чисел.
  • Не список: номери виробляються на вимогу, щоб зробити цикл у великих діапазонах більш ефективним.
• range(N) є набором чисел 0..N-1
  • Точні індекси списку або рядка символів довжиною N

PYTHON

print('a range is not a list: range(0, 3)')
for number in range(0, 3):
    print(number)

ВИХІД

a range is not a list: range(0, 3)
0
1
2

The Accumulator pattern turns many values into one.

---

• A common pattern in programs is to:
  1. Initialize an accumulator variable to zero, the empty string, or the empty list.
  2. Update the variable with values from a collection.

PYTHON

# Sum the first 10 integers.
total = 0
for number in range(10):
   total = total + (number + 1)
print(total)

ВИХІД

55

• Read total = total + (number + 1) as:
  • Add 1 to the current value of the loop variable number.
  • Add that to the current value of the accumulator variable total.
  • Assign that to total, replacing the current value.
• We have to add number + 1 because range produces 0..9, not 1..10.

Вправа

Classifying Errors

Is an indentation error a syntax error or a runtime error?

Показати відповіді

An IndentationError is a syntax error. Programs with syntax errors cannot be started. A program with a runtime error will start but an error will be thrown under certain conditions.

Вправа

Tracing Execution

Create a table showing the numbers of the lines that are executed when this program runs, and the values of the variables after each line is executed.

PYTHON

total = 0
for char in "tin":
    total = total + 1

Показати відповіді

Line no	Variables
1	total = 0
2	total = 0 char = ‘t’
3	total = 1 char = ‘t’
2	total = 1 char = ‘i’
3	total = 2 char = ‘i’
2	total = 2 char = ‘n’
3	total = 3 char = ‘n’

Вправа

Reversing a String

Fill in the blanks in the program below so that it prints “nit” (the reverse of the original character string “tin”).

PYTHON

original = "tin"
result = ____
for char in original:
    result = ____
print(result)

Показати відповіді

PYTHON

original = "tin"
result = ""
for char in original:
    result = char + result
print(result)

Вправа

Practice Accumulating

Fill in the blanks in each of the programs below to produce the indicated result.

PYTHON

# Total length of the strings in the list: ["red", "green", "blue"] => 12
total = 0
for word in ["red", "green", "blue"]:
    ____ = ____ + len(word)
print(total)

Показати відповіді

PYTHON

total = 0
for word in ["red", "green", "blue"]:
    total = total + len(word)
print(total)

Вправа

Practice Accumulating (continued)

PYTHON

# List of word lengths: ["red", "green", "blue"] => [3, 5, 4]
lengths = ____
for word in ["red", "green", "blue"]:
    lengths.____(____)
print(lengths)

Показати відповіді

PYTHON

lengths = []
for word in ["red", "green", "blue"]:
    lengths.append(len(word))
print(lengths)

Вправа

Practice Accumulating (continued)

PYTHON

# Concatenate all words: ["red", "green", "blue"] => "redgreenblue"
words = ["red", "green", "blue"]
result = ____
for ____ in ____:
    ____
print(result)

Показати відповіді

PYTHON

words = ["red", "green", "blue"]
result = ""
for word in words:
    result = result + word
print(result)

Вправа

Practice Accumulating (continued)

Create an acronym: Starting from the list ["red", "green", "blue"], create the acronym "RGB" using a for loop.

Hint: You may need to use a string method to properly format the acronym.

Показати відповіді

PYTHON

acronym = ""
for word in ["red", "green", "blue"]:
    acronym = acronym + word[0].upper()
print(acronym)

Вправа

Cumulative Sum

Reorder and properly indent the lines of code below so that they print a list with the cumulative sum of data. The result should be [1, 3, 5, 10].

PYTHON

cumulative.append(total)
for number in data:
cumulative = []
total = total + number
total = 0
print(cumulative)
data = [1,2,2,5]

Показати відповіді

PYTHON

total = 0
data = [1,2,2,5]
cumulative = []
for number in data:
    total = total + number
    cumulative.append(total)
print(cumulative)

Вправа

Identifying Variable Name Errors

1. Read the code below and try to identify what the errors are without running it.
2. Run the code and read the error message. What type of NameError do you think this is? Is it a string with no quotes, a misspelled variable, or a variable that should have been defined but was not?
3. Fix the error.
4. Repeat steps 2 and 3, until you have fixed all the errors.

PYTHON

for number in range(10):
    # use a if the number is a multiple of 3, otherwise use b
    if (Number % 3) == 0:
        message = message + a
    else:
        message = message + "b"
print(message)

Показати відповіді

• Python variable names are case sensitive: number and Number refer to different variables.
• The variable message needs to be initialized as an empty string.
• We want to add the string "a" to message, not the undefined variable a.

PYTHON

message = ""
for number in range(10):
    # use a if the number is a multiple of 3, otherwise use b
    if (number % 3) == 0:
        message = message + "a"
    else:
        message = message + "b"
print(message)

Вправа

Identifying Item Errors

1. Read the code below and try to identify what the errors are without running it.
2. Run the code, and read the error message. What type of error is it?
3. Fix the error.

PYTHON

seasons = ['Spring', 'Summer', 'Fall', 'Winter']
print('My favorite season is ', seasons[4])

Показати відповіді

This list has 4 elements and the index to access the last element in the list is 3.

PYTHON

seasons = ['Spring', 'Summer', 'Fall', 'Winter']
print('My favorite season is ', seasons[3])

Ключові моменти

• A for loop executes commands once for each value in a collection.
• A for loop is made up of a collection, a loop variable, and a body.
• The first line of the for loop must end with a colon, and the body must be indented.
• Indentation is always meaningful in Python.
• Loop variables can be called anything (but it is strongly advised to have a meaningful name to the looping variable).
• The body of a loop can contain many statements.
• Use range to iterate over a sequence of numbers.
• The Accumulator pattern turns many values into one.