7. Логический тип данных. break, continue
АНО Цифровой регион 28 января, 2023
Аннотация
Этот урок посвящен условиям выхода из циклов. Рассматривается булев тип, даются задачи на использование флагов. Затем рассматриваются операторы break и continue, позволяющие в некоторых случаях избавиться от флагов.
Логический тип данных
Если a и b — числа (допустим, действительные), то у выражения a + b есть какое-то значение (зависящее от значений a и b) и тип — тоже действительное число. Как вы думаете, можно ли сказать, что у выражения a == b есть значение и тип? Или это просто конструкция, которая всегда должна стоять в условии if или while?
Логический тип
На самом деле такое выражение имеет и тип под названием bool, и значение: True (истина) или False (ложь). По-русски bool — это булев тип, или булево значение (в честь математика Джорджа Буля), иногда его еще называют логический тип.
Логический тип может иметь только два значения, а над переменными логического типа можно выполнять логические операции not, and, or.
Также для приведения к логическому типу можно использовать функцию bool, которая для ненулевого значения вернет истину.
k = True
print(k) # выведет True
print(not k) # выведет False
k = 5 > 2
print(k) # выведет True
k = bool(0)
print(k) # выведет False
k = bool(“”)
print(k) # выведет False
k = bool(13)
print(k) # выведет True, т.к. число не 0
k = bool(“q”)
print(k) # выведет True, т.к. строка не пустая
k = bool(“False”)
print(k) # выведет True, т.к. строка не пустая
Или вот еще пример:
if True:
print(‘Эта строка будет выведена на экран.’)
else:
print(‘Эта строка никогда не будет выведена на экран.’)
print(2 * 2 == 4) # выведет True
a = input()
b = input()
# Теперь переменная equal равна True, если строки a и b равны,
# и False в противном случае
equal = (a == b)
if equal and len(a) < 6:
print(‘Вы ввели два коротких одинаковых слова.’)
Использование флагов
Обычно переменные с булевым значением используются в качестве флагов.
Флаг
Изначально флаг устанавливается в False, потом программа как-то работает, а при наступлении определенного события флаг устанавливается в True. После идет проверка, поднят ли флаг. В зависимости от ее результата выполняется то или иное действие. Иными словами, флаг — это переменная с булевым значением, которая показывает, наступило ли некое событие.
В примере ниже (эта программа — терапевтический тренажер для избавления физиков-экспериментаторов от синхрофазотронозависимости) имеется флаг said_forbidden_word, который означает «сказал ли пользователь запретное слово „синхрофазотрон“». Флаг равен True, если сказал, и False, если нет.
В самом начале пользователь еще ничего не успел сказать, поэтому флаг установлен в False. Далее на каждой итерации цикла, если пользователь сказал запретное слово, флаг устанавливается в True и остается в таком состоянии (при необходимости флаг можно и «опустить»). Как только флаг оказывается равен True, поведение программы меняется: перед каждым вводом выдается предупреждение, а в конце выдается другое сообщение.
Важно!
Переменным-флагам особенно важно давать осмысленные имена (обычно — утверждения вроде said_forbidden_word, found_value, mission_accomplished, mission_failed), ведь флагов в программе бывает много.
forbidden_word = ‘синхрофазотрон’
# можно было использовать и sep=”, чтобы кавычки не отклеились от слова
print(‘Введите десять слов, но постарайтесь случайно не ввести слово “‘ +
forbidden_word + ‘”!’)
said_forbidden_word = False
for i in range(10):
if said_forbidden_word:
print(‘Напоминаем, будьте осторожнее, не введите снова слово “‘ +
forbidden_word + ‘”!’)
word = input()
if word == forbidden_word:
said_forbidden_word = True
# вместо предыдущих двух строк также можно написать:
# said_forbidden_word = (said_forbidden_word or word == forbidden_word)
if said_forbidden_word:
print(‘Вы нарушили инструкции.’)
else:
print(‘Спасибо, что ни разу не упомянули’, forbidden_word)
Операторы break и continue. Бесконечные циклы
Если нужно прекратить работу цикла, как только случится некое событие, то, кроме флага, есть и другой способ — оператор разрыва цикла break (он работает и для цикла for). Это не функция и не заголовок блока, а оператор, который состоит из одного слова. Он немедленно прерывает выполнение цикла for или while.
for i in range(10):
print(‘Итерация номер’, i, ‘начинается…’)
if i == 3:
print(‘Ха! Внезапный выход из цикла!’)
break
print(‘Итерация номер’, i, ‘успешно завершена.’)
print(‘Цикл завершён.’)
В частности, нередко встречается такая конструкция: цикл, выход из которого происходит не по записанному в заголовке цикла условию (это условие делается всегда истинным — как правило, просто True), а по оператору break, который уже заключен в какой-то условный оператор:
while True:
word = input()
if word == ‘стоп’:
break
print(‘Вы ввели:’, word)
print(‘Конец.’)
Важно!
Впрочем злоупотреблять этой конструкцией и вообще оператором break не стоит. Когда программист читает ваш код, он обычно предполагает, что после окончания цикла while условие в заголовке этого цикла ложно. Если же из цикла можно выйти по команде break, то это уже не так. Логика кода становится менее ясной.
Оператор continue немедленно завершает текущую итерацию цикла и переходит к следующей.
for i in range(10):
print(‘Итерация номер’, i, ‘начинается…’)
if i == 3:
print(‘…но её окончание таинственно пропадает.’)
continue
print(‘Итерация номер’, i, ‘успешно завершена.’)
print(‘Цикл завершён.’)
Рассмотрим еще один пример:
count = 1
while count < 100:
if count % 5 == 0:
continue
print(count)
count += 1
Что будет напечатано в процессе выполнения программы?
Предполагается, что программа выведет все числа от 1 до 100, не кратные 5. Но на самом деле, если вы запустите программу в режиме трассировки, на экран выведется 1 2 3 4, а потом программа уйдет в бесконечный цикл. Почему это происходит?
Когда переменная count станет равна 5, записанное в операторе if условие станет истинным и выполнится оператор continue. Т. е. мы немедленно перейдем к следующей итерации цикла, пропуская вывод числа и увеличение счетчика count.
Переменная count так и не увеличится и по-прежнему останется со значением 5. Значит, условие в if будет все так же равно True, и цикл станет бесконечным.
Иными словами, часто использовать break и continue не рекомендуют, поскольку они приводят к произвольному перемещению точки выполнения программы по всему коду, что усложняет понимание и следование логике. Тем не менее разумное использование этих операторов может улучшить читабельность циклов в программе, уменьшив при этом количество вложенных блоков и необходимость в сложной логике выполнения цикла.
Например, рассмотрим следующую программу:
count = 0
exitLoop = False
while not exitLoop:
print(“Введите ‘e’ для выхода и любую другую клавишу для продолжения:”)
sm = input()
if sm == ‘e’:
exitLoop = True
else:
count += 1
print(“Вы зашли в цикл “, count, ” раз(а)”)
А теперь ту же самую программу напишем с использованием оператора break:
count = 0
exitLoop = False
while not exitLoop:
print(“Введите ‘e’ для выхода и любую другую клавишу для продолжения: “)
sm = input()
if sm == ‘e’:
break
count += 1
print(“Вы зашли в цикл “, count, ” раз(а)”)
Чего нам удалось добиться? Во-первых, мы избежали использования как логической переменной, так и оператора else. Уменьшение количества используемых переменных и вложенных блоков улучшают читабельность и понимание кода больше, чем break или continue могут нанести вред.