PyProgPerm/lectures/range-for.ipynb

{
 "cells": [
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "## Программирование на Python\n",
    "\n",
    "*Алла Тамбовцева, НИУ ВШЭ*"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "### Функция `range()` и цикл `for`\n",
    "\n",
    "В C# есть два варианта реализации цикла `for`:\n",
    "\n",
    "* конструкция с оператором `for`;\n",
    "* конструкция с оператором `foreach`.\n",
    "\n",
    "Пример первой конструкции ([отсюда](https://www.w3schools.com/cs/cs_for_loop.php)):\n",
    "\n",
    "    for (int i = 0; i < 5; i++) \n",
    "    {\n",
    "      Console.WriteLine(i);\n",
    "    }\n",
    "    \n",
    "    0\n",
    "    1\n",
    "    2\n",
    "    3\n",
    "    4\n",
    "    \n",
    "Пример второй конструкции:\n",
    "\n",
    "    string[] cars = {\"Volvo\", \"BMW\", \"Ford\", \"Mazda\"};\n",
    "    foreach (string i in cars) \n",
    "    {\n",
    "      Console.WriteLine(i);\n",
    "    }\n",
    "    \n",
    "    Volvo\n",
    "    BMW\n",
    "    Ford\n",
    "    Mazda\n",
    "\n",
    "В Python цикл `for` работает в логике второй конструкции с `foreach`: он выполняет набор операций для каждого элемента в некотором перечне. Первая конструкция в Python представлена циклом `while`. Для того чтобы решить задачу из первого примера – вывести на экран целые числа от 0 до 4 включительно – с помощью цикла `for`, нам вдобавок понадобится функция `range()`. \n",
    "\n",
    "Функция `range()` создаёт последовательности из целых чисел на некотором отрезке, правый конец отрезка исключается. У этой функции есть важная особенность – она создаёт не список из целых чисел, а именно неизменяемую последовательность, отдельный тип `range`. Эта функция производит все числа за один раз, в этом её минус (если чисел много, большие затраты памяти), но в сочетании с циклом `for` она работает гораздо быстрее, чем код с увеличением на 1 на каждой итерации цикла (если чисел не очень много)."
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 1,
   "metadata": {},
   "outputs": [
    {
     "data": {
      "text/plain": [
       "range(0, 5)"
      ]
     },
     "execution_count": 1,
     "metadata": {},
     "output_type": "execute_result"
    }
   ],
   "source": [
    "range(0, 5)"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "Последовательность можно преобразовать в список, чтобы увидеть, что внутри (исходная последовательность от нас скрыта):"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 2,
   "metadata": {},
   "outputs": [
    {
     "data": {
      "text/plain": [
       "[0, 1, 2, 3, 4]"
      ]
     },
     "execution_count": 2,
     "metadata": {},
     "output_type": "execute_result"
    }
   ],
   "source": [
    "list(range(0, 5))"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "Соединим цикл `for` и функцию `range()` и выведем на экран все числа от 0 до 4:"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 3,
   "metadata": {},
   "outputs": [
    {
     "name": "stdout",
     "output_type": "stream",
     "text": [
      "0\n",
      "1\n",
      "2\n",
      "3\n",
      "4\n"
     ]
    }
   ],
   "source": [
    "for i in range(0, 5):\n",
    "    print(i)"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "По умолчанию функция `range()` создаёт последовательности с шагом 1. Но шаг можно изменить, добавив необязательный аргумент `step` – название можно опустить:"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 5,
   "metadata": {},
   "outputs": [
    {
     "data": {
      "text/plain": [
       "[0, 2, 4, 6, 8]"
      ]
     },
     "execution_count": 5,
     "metadata": {},
     "output_type": "execute_result"
    }
   ],
   "source": [
    "list(range(0, 10, 2))"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "Шаг может быть отрицательным, тогда мы получим последовательность, отсортированную по убыванию. В таком случае сначала нужно указывать правый конец интервала, а потом – левый:"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 6,
   "metadata": {},
   "outputs": [
    {
     "data": {
      "text/plain": [
       "[10, 8, 6, 4]"
      ]
     },
     "execution_count": 6,
     "metadata": {},
     "output_type": "execute_result"
    }
   ],
   "source": [
    "list(range(10, 2, -2))"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "Если сначала указать меньшее значение, то мы получим пустой список. Это происходит потому, что мы даём Python противоречивые указания – `range()` двигается всегда слева направо, а отрицательный шаг предполагает движение справа налево:"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 7,
   "metadata": {},
   "outputs": [
    {
     "data": {
      "text/plain": [
       "[]"
      ]
     },
     "execution_count": 7,
     "metadata": {},
     "output_type": "execute_result"
    }
   ],
   "source": [
    "list(range(2, 10, -2))"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "Теперь рассмотрим задачу из второго примера – вывод на экран элемента списка. Здесь всё просто:"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 8,
   "metadata": {},
   "outputs": [
    {
     "name": "stdout",
     "output_type": "stream",
     "text": [
      "Volvo\n",
      "BMW\n",
      "Ford\n",
      "Mazda\n"
     ]
    }
   ],
   "source": [
    "cars = [\"Volvo\", \"BMW\", \"Ford\", \"Mazda\"]\n",
    "\n",
    "for car in cars:\n",
    "    print(car)"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "Цикл `for` умеет двигаться не только по спискам и `range`, он работает с любыми последовательностями, например, со строками:"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 9,
   "metadata": {},
   "outputs": [
    {
     "name": "stdout",
     "output_type": "stream",
     "text": [
      "A\n",
      "B\n",
      "C\n",
      "D\n",
      "E\n"
     ]
    }
   ],
   "source": [
    "for letter in \"abcde\":\n",
    "    print(letter.upper())"
   ]
  }
 ],
 "metadata": {
  "kernelspec": {
   "display_name": "Python 3",
   "language": "python",
   "name": "python3"
  },
  "language_info": {
   "codemirror_mode": {
    "name": "ipython",
    "version": 3
   },
   "file_extension": ".py",
   "mimetype": "text/x-python",
   "name": "python",
   "nbconvert_exporter": "python",
   "pygments_lexer": "ipython3",
   "version": "3.7.4"
  }
 },
 "nbformat": 4,
 "nbformat_minor": 2
}