Прийоми використання циклів

Цикли використовують для багатьох класів задач. Розглянемо зараз деякі з них.

Агрегація даних

Окремий клас задач, який не може обійтись без циклів, має назву "агрегування даних". До таких задач відносяться, наприклад, пошук максимального або мінімального значення серед певного набору даних, суми або середнього арифметичного набору чисел і таке інше. Їх головна особливість полягає у тому, що результат залежить від усього набору даних. Наприклад щоб обчислити суму необхідно скласти усі числа з набору, а щоб знайти максимальне потрібно порівняти усі числа.

Розглянемо приклад: необхідно створити функцію, яка буде знаходити суму чисел у вказаному діапазоні.

Для реалізації такого кода нам знадобиться цикл, оскільки додавання чисел — це ітеративний процес, тобто він повторюється для кожного числа, а кількість ітерацій залежить від розміру діапазона.

def sum_of_range(from_inclusive, to_exclusive):
    sum = 0
    number = from_inclusive
    while number < to_exclusive:
        sum += number
        number += 1
    return sum

У задачах на агрегацію завжди є якась змінна, у якій зберігається результат роботи цикла. У нашому прикладі це змінна sum. При кожній ітерації цикла відбувається її модифікація: додавання чергового числа з діапазона.

Змінній sum задається початкове значення, а саме 0. Будь-яка операція, що повторюється, починається з якогось значення. В математиці є таке понятие нейтральний елемент операції.
Це означає, що операція з цим елементом не змінює те значення, над яким відбувається операція. При додаванні будь-якого числа і 0 отримаємо саме число, при відніманні — так само.

У кожної операції свій нейтральний елемент. Спробуйте визначити який нейтральний елемент у операції множення.

Агрегацію можна застосовувати не лише для чисел. Давайте реалізуємо свою власну мультиплікацію символьних рядків. Будемо використовувати конкатенацію, нейтральний елемент для останньої — пустий символьний рядок.

def multiply_string(string, times):
    result = ''
    while times > 0:
        result += string
        times -= 1
    return result

Обхід символьних рядків

До окремого символа рядка можна дістатись знаючи його індекс. Для будь-якого символьного рядка індексом першого символа буде 0, а для останнього — довжина рядка мінус 1.

Створимо функцію, яка виводить усі символи з рядка:

def print_symbols(string):
    i = 0
    while i < len(string):
        print(string[i])
        i += 1
print_symbols('Hello')

Результат:

H
e
l
l
o
>>>

При проході символьних рядків змінній, яка відповідає індексу, часто дають назву "i" від англійського "index".