7. Логический тип данных. break, continue
АНО Цифровой регион 5 октября, 2022
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.