Loeng 5: Määramata ja määratud itereerimine, while ja for tsüklid/blokid, lausendid: continue, break, funktsioonid input ja enumerate, iteraatortoega andmetüübid

Viimati uuendatud 30.09.2024.

---

Koodinäited

Itereerimine Pythonis

Itereerimine hõlmab endas teatud koodi osa (mitmekordset) taaskasutamist. Programmi struktuuri mis seda teostab nimetame iteratsioonitsükkliks. Programmeerimises eristame kahte tüüpi tsükkleid: määramata ja määratud.

Määramata iteratsioon: while-tsükkel (indefinite iteration: while-loop)

Määramata tsükklis on iteratsioonide arv esitatud ilmutamata kujul. Me kordame teatud tegevust seni kuni etteantud tingimus on rahuldatud. Joonis 1 kujutab määramata iteratsiooni ehk while-tsükli voodiagrammi. Määratud iteratsiooni tsüklis on iteratsioonide arv ilmutatud kujul teada tsükli käivitamise hetkel.

Joonis 1: while-tsükli voodiagramm.

n = 0
while n < 5:  # NB! koolon ja taane.
    n += 1    # Sama mis n = n + 1.
    print(n, end=' ')  # Uuri funktsiooni print abiinfot.

1 2 3 4 5 

n = 3
while n > 0:
    print(n)
    n -= 1  # Sama mis n = n - 1.

3
2
1

i = 0
lst = [12, 11, 10]
while i != len(lst):  # Sisseehitatud funk. len.
    print(lst[i])
    i += 1

12
11
10

while False:  # Kui True: lõpmatu tsükkel.
    print('Python')

while-break konstruktsioon

Lausend break murrab protsessi tsüklist välja. Lausend break peatab iteratsiooni protsessi. Tavaliselt esineb see lausend koos tingimuslausega. Joonis 2 kujutab while-break konstruktsioon voodiagrammi.

Joonis 2: while-tsüklis oleva while-break konstruktsiooni voodiagramm.

n = 6
while n > 0:
    n -= 1
    if n == 2:
        break
    print(n)

print('Oleme tsüklist väljas.')

5
4
3
Oleme tsüklist väljas.

Näide: Pangaautomaadi versioon 1 ja sisseehitatud funktsiooni input tutvustus.

raha_masinas = 3
raha_soov = int(input('Kui palju raha tahad?'))  # Sisseehitatud funk. input.

i = 1
while i <= raha_soov:
    if i > raha_masinas:
        print('Masinas sai raha otsa. Vabandame.')
        break
    print('1 euro')
    i += 1

print('Head aega.')

1 euro
1 euro
1 euro
Masinas sai raha otsa. Vabandame.
Head aega.

while-continue konstruktsioon

Lausend continue peatab hetkel teostatavat iteratsiooni ja alustab järgmise iteratsiooni tsükliga. Tavaliselt esineb see lausend koos tingimuslausega. Joonis 3 kujutab while-continue konstruktsiooni voodiagrammi.

Joonis 3: while-tsüklis oleva while-continue konstruktsiooni voodiagramm.

n = 4
while n > 0:
    n -= 1
    if n == 2:
        continue  # Liigume tsükli või uue iteratsiooni algusesse.
    print(n, 'minutit.')

3 minutit.
1 minutit.
0 minutit.

Näide: Täisarvud ühe ja kolmekümmne vahel mis EI jagu kolmega.

i = 1
while i <= 30:
    if i % 3 == 0:
        i += 1
        continue
    print(i, end=' ')
    i += 1

1 2 4 5 7 8 10 11 13 14 16 17 19 20 22 23 25 26 28 29 

Joonis 4: while-tsüklis oleva while-continue-break konstruktsiooni voodiagramm.

Näite: Lausendite continue ja break kasutamine ühes while-tsüklis. Alloleva näite põhimõtteline voodiagramm on kujutatud Joonisel 4.

i = 0
while i < 10:
    i += 1
    if i <= 3:
        continue
    elif i > 6:
        break
    print(i)

4
5
6

while-else konstruktsioon

Python lubab lisada lausendi else while-tsükli lõppu. Tegevus mis kaasneb else lausendiga teostatakse juhul kui kõik while-tsükli iteratsioonid on teostatud (tsükkel on ammendunud), st., et lausend break pole enneaegselt tsüklit lõpetanud. Joonised 5 ja 6 kujutavad while-else konstruktsiooni voodiagramme juhul kui tsüklis ei esine lausendit break ja kui see esineb.

Joonis 5: while-tsüklis oleva while-else konstruktsiooni voodiagramm.

n = 4
while n > 0:
    n -= 1
    print(n)
else:
    print('Tsükkel ammendus.')

3
2
1
0
Tsükkel ammendus.

Joonis 6: while-tsüklis oleva while-break-else konstruktsiooni voodiagramm.

n = 5
while n > 0:
    n -= 1
    print(n)
    if n == 2:  # Peatub enneaegselt.
        break
else:
    print('Tsükkel lõpetatud.')  # NB! Ei prindi, vt. Joonis 6.

4
3
2

Näide: Leia vahemikus $[1, n]$ kus täisarv $n > 1$ olevate arvude seast esimene viiega jaguv arv. Prindi see konsooli. Kui arvude seas puudub viiega jaguv arv prindi sellekohane teade (ainult üks kord) kasutades ühte while-tsüklit.

Vale lahendus võrdluseks:

mitu_arvu = 3
i = 0
while i < mitu_arvu:
    i += 1
    if i % 5 == 0:
        print(i)
        break
    else:
        print('[Vale] Arvu ei leitud.')  # Vale, prindib mitu korda.   

[Vale] Arvu ei leitud.
[Vale] Arvu ei leitud.
[Vale] Arvu ei leitud.

Õige lahendus:

mitu_arvu = 3
i = 0
while i < mitu_arvu:
    i += 1
    if i % 5 == 0:
        print(i)
        break
else:
    print('[Õige] Arvu ei leitud.')  # Õige, prindib üks kord.

[Õige] Arvu ei leitud.

Näide: Pangaautomaat versioon 2.

raha_masinas = 3
raha_soov = int(input('Kui palju raha tahad?'))

i = 1
while i <= raha_soov:
    if i > raha_masinas:
        print('Masinas sai raha otsa. Vabandame.')
        break
    print('1 euro')
    i += 1
else:
    print('Head aega.')  # Pole mõtet head päeva soovida kui raha ei antud.

1 euro
1 euro
1 euro
Masinas sai raha otsa. Vabandame.

Pesastatud while-tsükkel

while-tsükleid saab üksteise sisse pesastada. Joonis 7 kujutab while-tsüklisse pesastatud while-tsükli voodiagrammi.

Joonis 7: while-tsüklisse pesastatud while-tsükli voodiagramm. Pesastatud tsükkel on tähistatud rohelise kõveraga.

i = 0
j = 2
while i < 4:
    i += 1
    while j > 0 and i == 3:
        print('Pesastatud:', j)
        j -= 1
    print(i)

1
2
Pesastatud: 2
Pesastatud: 1
3
4

Näide: Nädal ja nädalapäevade tunnid.

päevad = ['E', 'L', 'P']
päeva_pikkus = 2  # Tundides.

i = 0
while i < len(päevad):
    print(päevad[i])
    tund = 0
    while tund <= päeva_pikkus:
        print(f'kell on {tund}.')
        tund += 1
    i += 1

print('\nUus nädal.')

E
kell on 0.
kell on 1.
kell on 2.
L
kell on 0.
kell on 1.
kell on 2.
P
kell on 0.
kell on 1.
kell on 2.

Uus nädal.

Määratud iteratsioon: for-tsükkel (definite iteration: for-loop)

Pythoni for-tsükli abil loome määratud iteratsiooni kus iteratsioonide arv on itereerimise alguses ilmne. Määratud iteratsiooni tsüklis ehk for-tsüklis itereeritakse üle etteantud iteraatortoega objektide või jadade (iterables). Joonis 8 kujutab for-tsükli voodiagrammi.

Iteraatortoega andmetüübid ja nende objektid on:

• sõne
• list (järjend, loend)
• korteez
• sõnastik
• hulk
• vahemik - range, range([<start>,] <stop>, [<step>])

Joonis 8: for-tsükli voodiagramm. Kriipjoonega tähistatud tegevused (indeksi i inkrementeerimine) on automatiseeritud.

Määratud iteratsiooni ehk for-tsükli kasutamise näiteid

a = 'Python'
for letter in a:  # NB! operaator in pakib lahti.
    print(letter, end=' ')

P y t h o n 

lst = [6, 5, 4]
for i in lst:
    print(i)

6
5
4

tpl = (6, 5, 4)
for i in tpl:
    print(i)

6
5
4

dictionary = {'foo': 1, 'bar': 2, 'baz': 3}
for k in dictionary:  # Vaikimisi väljastab võtmed.
    print(k)

foo
bar
baz

for k in dictionary:
    print(dictionary[k])

1
2
3

for key, value in dictionary.items():  # Operaator in ja lahtipakkimine.
    print(key, ':', value)

foo : 1
bar : 2
baz : 3

for k in dictionary:
    print(k, ':', dictionary[k])

foo : 1
bar : 2
baz : 3

s = {6, 5, 4}
for i in s:
    print(i)  # Hulk pole järjestatud.

4
5
6

Sisseehitatud funktsiooni enumerate tutvustus:

lst = ['Liisa', 'Juulius', 'Mari']
print(list(enumerate(lst)))

[(0, 'Liisa'), (1, 'Juulius'), (2, 'Mari')]

for i, item in [(0, 'Liisa'), (1, 'Juulius')]:  # Operaator in ja lahtipakkimine.
    print(i, '-->', item)

0 --> Liisa
1 --> Juulius

for i, item in enumerate(lst):
    print(i, '-->', item)

0 --> Liisa
1 --> Juulius
2 --> Mari

Näide: Omista indeksid listis olevatele nimedele. Praktikas tihti esinev probleem.

Pikem lahendus:

sõbrad = ['Mari', 'Mai', 'Olev']

index = 0
for nimi in sõbrad:
    print(index, nimi)
    index += 1

0 Mari
1 Mai
2 Olev

Lühem lahendus mis kasutab for-tsüklit ja funktsiooni enumerate:

for index, nimi in enumerate(sõbrad):
    print(index, nimi)

0 Mari
1 Mai
2 Olev

Sisseehitatud vahemikku defineeriva funktsiooni range kasutamise näited:

for i in range(3):  # Genereerib tulemuse iga iteratsiooni alguses.
    print(i)

0
1
2

for i in range(2, 17, 5):  # range([<algus>,] <lõpp>, [<samm>])
    print(i)

2
7
12

Näide: Arvu iteratiivne astendamine.

def astenda(arv, aste):
    tulem = 1
    for _ in range(aste):  # Kui tead, et ei kasuta muutujat _ või _i.
        tulem *= arv
    return tulem

astenda(2, 3)

8

for-break konstruktsioon

Sarnaselt while-tsüklile peatab lausend break itereerimisprotsessi täielikult ja murrab protsessi tsüklist välja. Joonis 9 kujutab for-break konstruktsiooni voodiagrammi.

Joonis 9: for-tsüklis oleva for-break konstruktsiooni voodiagramm. Kriipjoonega tähistatud tegevused on automatiseeritud.

for n in [1, 2, 3, 4]:
    if n == 3:
        break
    print(n)

1
2

Näide: Pangaautomaat versioon 3.

raha_masinas = 3
raha_soov = int(input('Kui palju raha tahad?'))

for raha in range(1, raha_soov + 1):
    if raha > raha_masinas:
        print('Masinas sai raha otsa. Vabandame.')
        break
    print('1 euro')

print('Head aega.')

1 euro
1 euro
1 euro
Masinas sai raha otsa. Vabandame.
Head aega.

for-continue konstruktsioon

Lausend continue töötab samal viisil nagu while-tsüklis. Lausend continue peatab hetkel teostatavat iteratsiooni ja alustab järgmise iteratsiooni tsükliga. Joonis 10 kujutab for-continue konstruktsiooni voodiagrammi.

Joonis 10: for-tsüklis oleva for-continue konstruktsiooni voodiagramm. Kriipjoonega tähistatud tegevused on automatiseeritud.

for n in [1, 2, 3, 4]:
    if n == 3:
        continue
    print('Juulius on eksamil põrunud', n, 'korda.')

Juulius on eksamil põrunud 1 korda.
Juulius on eksamil põrunud 2 korda.
Juulius on eksamil põrunud 4 korda.

Näite: Lausendite continue ja break kasutamine ühes tsüklis.

for i in range(10):
    if i <= 3:
        continue
    elif i > 6:
        break
    print(i)

4
5
6

for-else konstruktsioon

Lausend else käitumine on sama mis while-tsüklis. Tegevus mis kaasneb lausendiga else teostatakse juhul kui kõik while-tsükli iteratsioonid on teostatud (tsükkel on ammendunud), st., et lausend break pole tsüklit enneaegselt lõpetanud. Joonised 11 ja 12 kujutavad for-else konstruktsiooni voodiagramme juhul kui tsüklis ei esine lausendit break ja kui see esineb.

Joonis 11: for-tsüklis oleva for-else konstruktsiooni voodiagramm. Kriipjoonega tähistatud tegevused on automatiseeritud.

for n in [1, 2]:
    print(n)
else:
    print('Tsükkel ammendus.')

1
2
Tsükkel ammendus.

Joonis 12: for-tsüklis oleva for-break-else konstruktsiooni voodiagramm. Kriipjoonega tähistatud tegevused on automatiseeritud.

for n in [1, 2, 3, 4]:
    print(n)
    if n == 3:
        break  # Lõpetan tsükli enneaegselt.
else:
    print('Tsükkel ammendus? Ei.')

1
2
3

Näide: Leia etteantud loendist esimene viiega jaguv arv, prindi see. Kui loendis puudub viiega jaguv arv prindi sellekohane teade (ainult üks kord) kasutades ühte for-tsüklit.

Vale lahendus võrdluseks:

numbrid = [1, 2, 3]
for number in numbrid:
    if number % 5 == 0:
        print(number)
        break
    else:
        print('[Vale] Arvu ei leitud.')  # Vale, prindib mitu korda.

[Vale] Arvu ei leitud.
[Vale] Arvu ei leitud.
[Vale] Arvu ei leitud.

Õige lahendus:

for number in numbrid:
    if number % 5 == 0:
        print(number)
        break
else:
    print('[Õige] Arvu ei leitud.')

[Õige] Arvu ei leitud.

Näide: Pangaautomaat versioon 4.

raha_masinas = 3
raha_soov = int(input('Kui palju raha tahad?'))

for raha in range(1, raha_soov + 1):
    if raha > raha_masinas:
        print('Masinas sai raha otsa. Vabandame.')
        break
    print('1 euro')
else:
    print('Head aega.')  # Pole ilus mõnitada.

1 euro
1 euro
1 euro
Masinas sai raha otsa. Vabandame.

Pesastatud for-tsükkel

for-tsükleid on võimalik üksteise sisse pesastada. Joonis 13 kujutab for-tsüklisse pesastatud for-tsükli voodiagrammi.

Joonis 13: for-tsüklisse pesastatud for-tsükkel. Kriipjoonega tähistatud tegevused on automatiseeritud. Pesastatud tsükkel on tähistatud rohelise ristkülikuga.

for i in range(2):
    for j in range(3):
        print('i =', i,'\tj =', j)

i = 0 	j = 0
i = 0 	j = 1
i = 0 	j = 2
i = 1 	j = 0
i = 1 	j = 1
i = 1 	j = 2

mat = [
    [1, 2, 3],
    [4, 5, 6],
    [7, 8, 9],
    [0]
]

for rida in mat:  # Prindime read.
    print(rida)
    
for rida in mat:
    for veerg in rida:    
        print(veerg, end=' ')  # Veergudes ja ridades olevad arvud.

[1, 2, 3]
[4, 5, 6]
[7, 8, 9]
[0]
1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 

Näide: Nädal ja nädalapäevade tunnid 2.

päevad = ['E', 'L', 'P']
päeva_pikkus = 2  # Tundides.

for päev in päevad:
    print(päev)
    for tund in range(päeva_pikkus + 1):
        print(f'kell on {tund}.')

print('\nUus nädal.')

E
kell on 0.
kell on 1.
kell on 2.
L
kell on 0.
kell on 1.
kell on 2.
P
kell on 0.
kell on 1.
kell on 2.

Uus nädal.

Näide: Algarvude otsimine.

n_max = 11
for n in range(2, n_max + 1):
    for x in range(2, n):
        if n % x == 0:
            print(f'    {n} = {x} * {n // x}')
            break  # Väljub pesastavasse tsüklisse.
    else:
        print('Arv', n, 'on ALGARV!')

Arv 2 on ALGARV!
Arv 3 on ALGARV!
    4 = 2 * 2
Arv 5 on ALGARV!
    6 = 2 * 3
Arv 7 on ALGARV!
    8 = 2 * 4
    9 = 3 * 3
    10 = 2 * 5
Arv 11 on ALGARV!

☻   ☻   ☻