Цикл while и состояние программы

В модуле «Условия» сумма и наибольшее четырёх чисел потребовали четырёх имён и трёх if. Для тысячи чисел так не напишешь. Цикл повторяет одни и те же строки, пока выполняется условие, — и одна короткая программа обрабатывает сколько угодно данных.

Начнём с простого счёта, научимся накапливать сумму, снимать цифры числа и останавливать цикл досрочно, а в конце решим сквозную задачу для любого количества чисел.

while повторяет блок, пока условие истинно. Перед каждым повторением он проверяет условие. Если оно истинно, выполняется тело цикла — блок с отступом, — и проверка начинается заново. Как только условие ложно, выполнение переходит к строке после цикла. Нажми «Запуск» и посмотри, как выполнение возвращается к строке while:

i = 1while i <= 4:    print(i)    i += 1

Одно выполнение тела называют итерацией. После четвёртой итерации i равно 5, проверка 5 <= 4 ложна, и цикл заканчивается. Если условие ложно с самого начала — например, при i = 10, — тело не выполнится ни разу.

Если забыть i += 1, условие будет истинным всегда — получится бесконечный цикл. Останови его красной кнопкой Stop в панели Run PyCharm или сочетанием Ctrl+C в терминале.

Счётчик считает события, накопитель собирает результат. Найдём сумму чисел от 1 до 4. Нажми «Запуск» и пройди цикл по шагам:

i = 1total = 0while i <= 4:    total += i    i += 1print(total)

i — следующее число, которое нужно прибавить. total собирает сумму уже обработанных чисел; такая переменная называется накопителем. Переменную, которая считает события, называют счётчиком. Вот значения при каждой проверке условия:

Сумма начинается с 0: прибавление нуля не меняет результат. Произведение начинают с 1: если начать с нуля, оно навсегда останется нулём.

Цикл должен на каждой итерации приближаться к выходу. В сумме чисел i растёт на 1 и неизбежно превысит 4 — значит, цикл закончится. Прежде чем запускать свой цикл, ответь на два вопроса: что хранит каждая переменная перед проверкой — это видно по ленте проверок выше, — и почему условие когда-нибудь станет ложным.

Цифры числа снимают по одной справа: % 10 берёт последнюю, // 10 её отбрасывает.

number = -5072n = abs(number)digit_sum = 0while n > 0:    digit = n % 10    digit_sum += digit    n //= 10print(digit_sum)

Это тот же накопитель, только складываются цифры. Проследи n и сумму по шагам:

Каждая итерация снимает последнюю цифру, и следующая видит соседнюю слева. number хранит исходное число, а n — рабочая копия, которую цикл уменьшает. Знак — не цифра, поэтому сначала берут модуль: abs(-5072) — 5072.

Для числа 0 цикл не выполнится ни разу. Сумма цифр 0 при этом верна, а вот количество цифр получится 0, хотя в записи одна цифра. Ноль при подсчёте цифр обрабатывают отдельно.

break завершает цикл досрочно, continue пропускает остаток итерации. break сразу завершает цикл, в котором стоит. Это удобно, когда признак окончания становится известен внутри тела. Числа вводятся по одному, 0 — признак конца ввода:

total = 0while True:    n = int(input())    if n == 0:        break    total += nprint(total)

while True сам по себе бесконечен: условие всегда истинно, а выход задаёт break. 0 здесь — только признак окончания, в сумму он не входит.

continue пропускает остаток тела и сразу переходит к следующей проверке условия. Сложим нечётные числа от 1 до 5 — пройди по шагам и посмотри, как чётные i перескакивают total += i:

i = 0total = 0while i < 6:    i += 1    if i % 2 == 0:        continue    total += iprint(total)

Увеличение i стоит первым, до continue. Если поставить i += 1 в конец тела, на первом же чётном числе continue перескочит его, и цикл никогда не закончится.

Цикл может искать первое значение, которое достигло границы. Найдём наименьшее целое k >= 0, для которого 2 ** k >= n:

n = 17k = 0power = 1while power < n:    power *= 2    k += 1print(k)

Перед каждой проверкой power — это 2 в степени k. Цикл прекращается при первом достижении границы: 2⁴ = 16 ещё меньше 17, а 2⁵ = 32 уже нет. Для n = 1 ответ 0 получается без единой итерации.

Сквозная задача курса: цикл заменяет повторяющиеся if. В уроке о ветвлении сумма и наибольшее из 5, −2, 10, 7 потребовали четырёх имён и трёх if. С while числа можно вводить по одному до признака окончания 0, и программа не зависит от их количества:

n = int(input())total = 0best = nwhile n != 0:    total += n    if n > best:        best = n    n = int(input())print(total, best)

Первое число читается до цикла: с него начинается best, как в уроке о ветвлении, и его же проверяет условие n != 0. Каждое следующее число читается в конце тела — чтобы проверка увидела его до того, как оно попадёт в сумму. total — накопитель, а три if прошлого урока стали одним if внутри цикла.