Python-oppimateriaali (CHEM-A2600)

while-silmukka

Silmukkarakenteilla voidaan toistaa tietty koodinpätkä useita kertoja. while-silmukassa toistojen määrä riippuu totuusehdosta:

luku = 1
while luku <= 5:
    # Huomaa sisennys: silmukka toistaa sisennettyä osaa!
    print(luku)
    luku += 1
    # luku += 1 tarkoitti samaa kuin luku = luku + 1
    # (ks. luku matemaattiset perusoperaattorit)

tulostaa

1
2
3
4
5

Toinen esimerkki, jossa ohjelman suoritus jatkuu silmukan jälkeen ensimmäisestä sisentämättömästä lauseesta:

# Alustetaan silmukassa tarvittavat muuttujat
luku = 1.0
lukuja = 0    
while luku > 0.0:
    luku = float(input("Anna luku (negatiivinen luku lopettaa):\n"))
    if luku > 0.0:
        lukuja += 1
# Silmukan päätyttyä suoritus jatkuu tästä
print("Annoit yhteensä", lukuja, "positiivista lukua")

Esimerkkisuoritus:

Anna luku (negatiivinen luku lopettaa):
> 324235
Anna luku (negatiivinen luku lopettaa):
> 12
Anna luku (negatiivinen luku lopettaa):
> 1
Anna luku (negatiivinen luku lopettaa):
> -1
Annoit yhteensä 3 positiivista lukua

Huom! Jos totuusehto ei täyty 1. kierroksella, while-silmukkaa ei suoriteta yhtään kertaa!

Ikuinen silmukka

while-silmukkaa käytettäessä ohjelmointivirhe voi johtaa tilanteeseen, jossa totuusehto ei koskaan muutukaan epätodeksi. Tyypillisin virhe on unohtaa silmukkalaskurin päivitys:

luku = 1
while luku <= 5:
    print(luku)
    # Tästä on unohtunut laskurin päivitys
    # luku += 1
    # Seurauksena olisi ikuinen silmukka

Ikuisesta silmukasta pääsee pois painamalla Ctrl+C (ohjelman keskeytys)

break-käsky ja "while True:" -rakenne

while-silmukasta voi poistua milloin tahansa break-käskyllä:

# Luodaan näennäisesti "ikuinen" silmukkaehto (True on aina totta)
while True:
    luku = int(input("Anna kokonaisluku ja tulostan sen. Luvulla 0 lopetan: "))
    if luku == 0:
        print("Loppu")
        # Poistutaan silmukasta break-käskyllä
        break
    else:
        print("Annoit luvun", luku)

Esimerkkitulostus:

Anna kokonaisluku ja tulostan sen. Luvulla 0 lopetan: 6
Annoit luvun 6

Anna kokonaisluku ja tulostan sen. Luvulla 0 lopetan: 3
Annoit luvun 3

Anna kokonaisluku ja tulostan sen. Luvulla 0 lopetan: 0
Loppu

Käyttäjän syötteen testaaminen while True: -rakenteella

while True: -rakenne on hyvin hyödyllinen esimerkiksi kun ohjelman pitää lukea käyttäjän syötteitä kunnes käyttäjä antaa kelvollisen syötteen:

# Pyydetään käyttäjältä ympyrän säde ja lasketaan pinta-ala
while True:
    r = float(input("Anna ympyrän säde:\n"))
    if r > 0:
        # Käyttäjän antama säde on OK, voidaan poistua silmukasta
        break
    else:
        # Käyttäjä antoi virheellisen säteen, tulostetaan ilmoitus ja palataan silmukan alkuun
        print("Virheellinen säde")
        
pinta_ala = 3.14159 * r**2
print("Pinta-ala on", round(pinta_ala, 2))

Esimerkkitulostus:

Anna ympyrän säde:
> 0
Virheellinen säde

Anna ympyrän säde:
> -1
Virheellinen säde

Anna ympyrän säde:
> -2
Virheellinen säde

Anna ympyrän säde:
> -3
Virheellinen säde

Anna ympyrän säde:
> 5.8
Pinta-ala on 105.68

Toinen esimerkki:

# Pyydetään käyttäjältä kokonaislukuja ja lasketaan niiden tulo
# Merkkijono "*" lopettaa
# Alustetaan ensin tulo-muuttuja ykköseksi
tulo = 1
while True:
    # Luetaan ensin käyttäjän syöte merkkijonona
    teksti = input("Anna kokonaisluku. * lopettaa.\n")
    if teksti == "*":
        # Käyttäjä antoi tähden, poistutaan silmukasta
        break
    else:
        # Käyttäjä antoi luvun. Muunnetaan merkkijono kokonaisluvuksi
        luku = int(teksti)
        # Kerrotaan tulo uudella luvulla
        tulo = tulo * luku
        # Tästä ohjelma palaa silmukan alkuun
        
print("Lukujen tulo:", tulo)

Esimerkkitulostus:

Anna kokonaisluku. * lopettaa.
> 3
Anna kokonaisluku. * lopettaa.
> 4
Anna kokonaisluku. * lopettaa.
> 5
Anna kokonaisluku. * lopettaa.
*
Lukujen tulo: 60

continue- ja else-käskyt

while-silmukoissa voi lisäksi hyödyntää continue-komentoa (hyppää silmukan alkuun) ja else-lausetta (suoritetaan silmukan päätyttyä). Näitä emme hyödynnä vielä tässä vaiheessa kurssia.

Tehtävä 1.10.1