Как составить программу цикла while

Блок-схема решения:

Решение примера на Паскале:

Цикл while в Паскале применяется для создания повторений с неизвестным заранее их числом. Повторения (итерации) будут осуществляться, пока истинно некоторое условие.

Блок-схема, соответствующая циклу while в Паскале:

while условие do {Пока условие истинно выполняется оператор}
   оператор;

• Здесь оператор, стоящий после служебного слова do, образует тело цикла и будет выполняться, пока значение "условия" равно true (истина).
• Если операторов должно быть несколько, тогда необходимо применять составной оператор.
• Условие пересчитывается каждый раз при входе в цикл.
• Непосредственно условием цикла while может быть переменная или логическое выражение.
• Операторы тела цикла while выполнятся только в том случае, если условие будет истинно, если условие ложно — они игнорируются, и программа продолжается с тех операторов, которые стоят уже после конструкции. Таким образом, это существенное отличие цикла с предусловием от цикла с постусловием.

Рассмотрим использование цикла while в Паскале на решенном примере:

Пример: Печатать «ноль» указанное количество раз

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

var i,n:integer;
begin
write ('количество знаков');
readln(n);
i:=1;
while i<=n do begin {составной оператор}
  write(0);
  i:=i+1
end;
end.

1
2
3
4
5
6
7
8

begin
var n:=readInteger('количество знаков');
var i:=1;
while i<=n do begin {составной оператор}
  write(0);
  i:=i+1
end;
end.

Введите целое число:
1234
Сумма цифр числа 1234 равна 10.

Детальный разбор работы цикла While в Паскале рассмотрен в видеоуроке:

Блок-схема решения:

Решение на Паскале:

Вложенные циклы в Паскале

Существует возможность использования вложенных циклов в Паскале, когда в теле одного цикла вместо оператора стоит другой цикл.

Рассмотрим пример:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

const n = 9; {размер таблицы}
var i, j :integer;
begin
   for i:=1 to n do {номера строк}
   begin
     for j:=1 to n do {номера столбцов}
       write(i*j:4);
     writeln; {переход на новую строку}
   end;
end.

1
2
3
4
5
6
7
8
9

const n = 9; {размер таблицы}
begin
   for var i:=1 to n do {номера строк}
   begin
     for var j:=1 to n do {номера столбцов}
       write(i*j:4);
     writeln; {переход на новую строку}
   end;
end.

Произведение в Паскале

Точно также, как существует сумматор для сложения, для умножения в паскале тоже существует специальная конструкция:

Произведение вычисляется по рекуррентному выражению:

P=P*Y,

где P – промежуточные произведения

Y — сомножители

Рассмотрим пример вычисления факториала числа в Паскале с использованием цикла while.

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

var
  fact, n : integer;
begin
  fact := 1; {начальное значение факториала =0! }
  n := 1;    {начальное значение для условия }
  while n<=10 do     {условие }
   begin             {начало тела конструкции с составным оператором }
     fact := fact*n; {вычисление факториала n! }
     n := n + 1       {n должно меняться в теле конструкции}
   end;                {конец тела цикла }
  writeln(’10!= ’,fact);  {вывод результата расчета }
end.

Здесь необходимо обратить внимание на то, что присваивание n := 1 стоит до цикла, если этого не сделать, то условие будет работать некорректно, так как переменная n будет пуста.

Программа возведения в степень числа в Паскале

Для начала уточним, что есть формула вычисления степени на Паскале. Но мы не будем ее использовать, а разберем алгоритм решения задачи возведения в степень.

Для того чтобы возвести число в степень, его надо умножить само на себя ровно столько раз, чему равен показатель степени.

Таким образом, возведение числа n в степень d можно выразить так:
nd = n1 * n2 * n3 * … * nd, где нижние индексы просто указывают очередное по счету число n.

Еще необходимо учесть следующее:

• число в нулевой степени равняется 1
• если показатель степени отрицателен, т.е. d < 0, то задача решается по формуле:
  nd = 1 / (n1 * n2 * n3 * … * nd)

Т.е., решая программу на Паскале, учитываем:

• в программе на языке Паскаль количество итераций (повторений) цикла while должно быть равно показателю степени числа по модулю;
• если показатель степени — отрицательное число, то нужно впоследствии единицу разделить на результат.

Введите член последовательности
4
Введите член последовательности
-1
Введите член последовательности
5
Введите член последовательности
7
Введите член последовательности
0
Сумма положительных чисел = 16

В прошлой статье мы изучали цикл for – он
используется в тех случаях, когда заранее известно количество итераций,
совершаемых в цикле. Число исполнений цикла for определяется функцией range() или размером коллекции. Если диапазон значений не
известен заранее, необходимо использовать другой цикл – while: он выполняется, пока не наступит
определенное событие (или не выполнится необходимое условие). По этой причине
цикл while называют условным. Вот пример простейшего цикла while – он выполняется, пока пользователь
не введет 0:

        n = int(input())
while n != 0:
    print(n + 5)
    n = int(input())

    

Цикл while также часто называют бесконечным, поскольку он может
выполняться до тех пор, пока пользователь не остановит его нажатием
определенной клавиши. Бесконечные циклы можно создавать намеренно – для
выполнения фонового скрипта, игры, прикладной программы. Но иногда цикл while может
стать бесконечным из-за ошибки. Например, если в приведенном выше коде не
указать ввод новой переменной n = int(input()) в теле цикла, while будет
бесконечно выводить одно и то же значение, пока пользователь не остановит выполнение программы нажатием Ctrl + C.

Управление бесконечным циклом while в Питоне

Самый простой способ управления бесконечным циклом –
использование оператора break.
В приведенном ниже коде список lst генерируется случайным образом, и до начала цикла его длина
неизвестна. Однако выполнение цикла можно оставить, как только список опустеет
в результате многократного выполнения операции pop():

        import random
lst = [i for i in range(random.randint(5, 500))]
while True:
    if not lst:
        break
    print(lst.pop())

    

Если выполнение цикла не остановить сразу же, как только список опустеет, появится ошибка:

        IndexError: pop from empty list
    

Оператор break также помогает сократить количество итераций и прекратить выполнение программы, как только нужное решение найдено. Например, таким образом можно найти наименьший делитель числа n, отличный от 1:

        n = int(input())
i = 2
while True:
    if n % i == 0:
        break
    i += 1
print(i)

    

Помимо break,
управлять бесконечным циклом можно с помощью флагов (сигнальных меток). В
приведенном ниже примере программа бесконечно запрашивает у пользователя ввод
любого слова, пока пользователь не введет exit. Это событие меняет статус цикла на False, и работа программы завершается:

        text = 'Введите любое слово: '
text += 'nИли введите exit для выхода: '

active = True
while active:
    message = input(text)
    if message == 'exit':
        active = False
    else: 
        print(message)

    

Пропуск итераций в цикле while

Оператор continue
можно использовать для пропуска операций, если элементы не соответствуют
заданным критериям. Этот код работает, пока не будет сформирован список из 5
элементов – при этом в список не включаются числа в диапазоне между 90 и 120, а
также число 50:

        sp = []
while len(sp) < 5:
    num = int(input())
    if num == 50 or 90 <= num <= 120:
        continue
    sp.append(num)  
print(sp)

    

Если пользователь введет набор цифр 45 50 121 119
95 105 3 4 7, в список будут добавлены только числа, соответствующие
критериям:

        [45, 121, 3, 4, 7]
    

Особенности цикла while

1. В цикле while можно использовать опциональный параметр else. В этом примере процедура pop() выполняется, пока
список не опустеет, после чего выводится сообщение Список пуст:

        import random
lst = [i for i in range(random.randint(5, 500))]
while len(lst) > 1:
    print(lst.pop())
else:
    print('Список пуст')

    

2. В цикле while можно использовать любое количество условий и условных
операторов and, or, иnot:

        n = int(input())
while True:
    if n == 0:
        break
    elif n > 50 or n <= -50:
        break
    elif n % 2 == 0:
        break
    print(n / 5)
    n = int(input())

    

3. Цикл while может быть вложенным. Этот код выводит простые числа из
диапазона от 2 до 100:

        i = 2
while(i < 100):
   j = 2
   while j <= i / j:
      if not i % j:
          break
      j = j + 1
   if j > i / j:
       print(f'{i} - простое число')
   i = i + 1

    

4. В качестве вложенных циклов while могут включать в себя циклы for. Этот код, к примеру,
будет бесконечно печатать цифры в диапазоне от 0 до 5:

        while True:
    for i in range(5):
        print(i)

    

5. Любой цикл for можно заменить циклом while, но обратное возможно только в том случае, когда количество итераций можно определить до начала цикла. К примеру, эти циклы while и for равнозначны – оба печатают цифры от 0 до 9:

        i = 0
while i < 10:
    print(i)
    i += 1

for i in range(10):
    print(i)

    

А этот цикл while заменить циклом for невозможно – программа будет бесконечно
возводить в квадрат все введенные пользователем числа, пока не получит 0:

        n = int(input())
while True:
    if n == 0:
        break
    print(n ** 2)
    n = int(input())

    

Практика

Задание 1

Напишите программу, которая принимает на вход целые числа и
вычисляет их сумму, пока пользователь не введет 0.

Пример ввода:

        4
5
6
0

    

Вывод:

        15
    

Решение:

        summa = 0
while True:
    n = int(input())
    summa += n
    if n == 0:
        break
print(summa)

    

Задание 2

Напишите программу, которая получает от пользователя число n > 100, и вычисляет (без
использования методов строк) произведение цифр, из которых n состоит.

Пример ввода:

        335
    

Вывод:

        45
    

Решение:

        n = int(input())
prod = 1

while n:
    prod *= n % 10
    n //= 10
print(prod)

    

Задание 3

Напишите программу, которая получает на вход два числа a и b, и находит наименьшее число c, которое без остатка
делится на a и b.

Пример ввода:

        7
12
    

Вывод:

        84
    

Решение:

        a, b = int(input()), int(input())
c = a
while c % b:
    c += a
print(c)

    

Задание 4

Напишите программу, которая составляет строку из полученных
от пользователя слов, пока длина строки не достигнет 50 символов. Слова,
начинающиеся с гласных, в строку не включаются.

Пример ввода:

        о
бойся
Бармаглота
сын
он
так
свиреп
и
дик
а
в глуще
рымит

    

Вывод:

        бойся Бармаглота сын так свиреп дик в глуще рымит
    

Решение:

        st = ''
while len(st) < 50:
    word = input()
    if word[0] in 'аиеёоуыэюя':
        continue
    st += ' ' + word
print(st)

    

Задание 5

Напишите программу для конвертации числа из десятичного системы
в двоичную без использования функции bin().

Пример ввода:

        25
    

Вывод:

        11001
    

Решение:

        n = int(input())
result = ''
while n > 0:
    result = str(n % 2) + result
    n = n // 2
print(result)

    

Задание 6

Напишите программу, которая получает на вход число и без
использования строковых методов переставляет цифры в обратном порядке.

Пример ввода:

        176435
    

Вывод:

        534671
    

Решение:

        n = int(input())
rev = 0
while n!= 0:
    r = n % 10
    rev = rev * 10 + r
    n = n // 10
print(rev)

    

Задание 7

Напишите программу для вычисления факториала числа n без использования функции math.factorial().

Пример ввода:

        7
    

Вывод:

        5040
    

Решение:

        n = int(input())
fact = 1

while n > 1:
    fact *= n 
    n -= 1
print(fact)

    

Задание 8

Напишите программу, которая получает от пользователя число n и
определяет, является ли оно простым, или у него есть делители, кроме 1 и самого
себя.

Пример ввода:

        60
    

Вывод:

        60 делится на 2
60 делится на 3
60 делится на 4
60 делится на 5
60 делится на 6
60 делится на 10
60 делится на 12
60 делится на 15
60 делится на 20
60 делится на 30
Таким образом, 60 не является простым числом

    

Решение:

        n = int(input())
flag = False
i = 2
while i < n:
    if n % i ==0:
        flag = True
        print(f'{n} делится на {i}')
    i += 1   
if flag:
    print(f'Таким образом, {n} не является простым числом')
else:
    print(f'{n} - простое число')

    

Задание 9

Напишите программу, использующую вложенный цикл while для вывода треугольника
размером n x n х n, состоящего из символов*.

Пример ввода:

        6
    

Вывод:

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

    

Решение:

        n = int(input())
i, j = 0, 0
while i < n:
    while j <= i:
        print('*', end='')
        j += 1
    j = 0
    i += 1
    print('')

    

Задание 10

Напишите программу для запоминания английских названий месяцев:

1. Русские названия месяцев выводятся в случайном порядке с
помощью метода random.shuffle().

2. Пользователь получает три попытки для написания правильного
названия на английском.

3. После трех неверных попыток программа переходит к другому
слову.

Пример ввода:

        Месяц март по-английски называется: march
Месяц январь по-английски называется: January
Месяц август по-английски называется: august
Месяц май по-английски называется: may
Месяц апрель по-английски называется: aprile
Неверно! Осталось попыток: 2
Месяц апрель по-английски называется: aprill
Неверно! Осталось попыток: 1
Месяц апрель по-английски называется: appril
Неверно! Осталось попыток: 0
Попытки исчерпаны!
Месяц июль по-английски называется: july
Месяц сентябрь по-английски называется: september
Месяц июнь по-английски называется: june
Месяц октябрь по-английски называется: october
Месяц ноябрь по-английски называется: november
Месяц декабрь по-английски называется: december
Месяц февраль по-английски называется: february

    

Вывод:

        Конец игры
Количество правильных ответов: 11
Число ошибок: 3

    

Решение:

        import random
correct, wrong, attempts = 0, 0, 3
months = {'январь': 'January', 'февраль': 'February', 'март': 'March',
          'апрель': 'April', 'май': 'May', 'июнь': 'June',
           'июль': 'July', 'август': 'August', 'сентябрь': 'September',
          'октябрь': 'October', 'ноябрь': 'November', 'декабрь': 'December'}
rand_keys = list(months.keys())
random.shuffle(rand_keys)
for key in rand_keys:
    counter = 0
    while counter < attempts:
        spelling = input(f'Месяц {key} по-английски называется: ')
        if spelling.title() == months[key]:
            correct += 1
            break
        else:
            counter += 1
            wrong += 1
            print(f'Неверно! Осталось попыток: {attempts - counter}')
    else:
        print(f'Попытки исчерпаны!')
        
print('Конец игры')
print(f'Количество правильных ответов: {correct}')
print(f'Число ошибок: {wrong}')

    

Подведем итоги

Цикл while используют в случаях, когда число итераций невозможно
оценить заранее. Во всех остальных случаях лучше применять цикл for. Чтобы цикл while случайно
не превратился в бесконечный, стоит продумать все события и условия, которые
должны приводить к своевременному прерыванию программы.

В следующей статье приступим к изучению функций.

***

Содержание самоучителя

1. Особенности, сферы применения, установка, онлайн IDE
2. Все, что нужно для изучения Python с нуля – книги, сайты, каналы и курсы
3. Типы данных: преобразование и базовые операции
4. Методы работы со строками
5. Методы работы со списками и списковыми включениями
6. Методы работы со словарями и генераторами словарей
7. Методы работы с кортежами
8. Методы работы со множествами
9. Особенности цикла for
10. Условный цикл while
11. Функции с позиционными и именованными аргументами
12. Анонимные функции
13. Рекурсивные функции
14. Функции высшего порядка, замыкания и декораторы
15. Методы работы с файлами и файловой системой
16. Регулярные выражения
17. Основы скрапинга и парсинга
18. Основы ООП: инкапсуляция и наследование
19. Основы ООП – абстракция и полиморфизм
20. Графический интерфейс на Tkinter