Различия между циклами for и while

Question

Объясните пожалуйста различия между циклами for и while.

Если можно простым языком. Спасибо.

Answer 1

На примере функции range(n):

В цикле for i in range(n) в переменную i будет поочередно записываться каждое значение из диапазона range(n), например:

In [1]: for i in range(3):
   ...:     print(i)      
   ...:                   
0                         
1                         
2                         

Сначала i принимает значение 0, затем 1, и так пока не дойдем до n.

Также циклом for можно пройтись по любому итерабельному объекту, например:

In [4]: array = [1, 2, 3]

In [5]: for i in array:
   ...:     print(i)

В переменную i поочередно будет записаны значения из списка array.

Цикл while работает немного иначе, он проверяет условие на истинность, while x < 10 - на каждой итерации цикла, будет осуществлена проверка x < 10, если это так, цикл пойдет дальше, на примере того же range(n):

In [2]: i = 0

In [3]: while i < 3:
   ...:     print(i)
   ...:     i += 1
   ...:
0
1
2

На каждой итерации мы проверяем меньше ли переменная i чем 3, если это так, то выводим значение переменной i и прибавляем к ней единицу, повторяем это пока проверка на i < 3 не вернёт False. Мы по сути говорим, пока что-то истинно, то выполняй какие то действия.

Помните пример с циклом for когда мы проходили по списку? С while дело обстоит иначе, нам нужно вытягивать из списка элементы по их индексам, т.е в условие будет выглядеть так: while i < len(array), функция len(iterable) вернёт нам кол-во элементов в списке, на примере того же array:

In [6]: i = 0

In [7]: while i < len(array):
   ...:     print(array[i])
   ...:     i += 1

Чтобы определить бесконечный цикл while, нужно указать такое условие, которое всегда истинно, например while True.

С циклом for все сложнее, бесконечный цикл явно указать нельзя, так как цикл for закончит свою работу тогда, когда пройдет по всем элементам объекта, следовательно нужно ему передать такой объект, в котором бесконечно элементов, тут нам помогут генераторы, говорить о них детально я не буду, так как тема довольно обширная, лишь покажу небольшой пример с модулем itertools:

In [11]: from itertools import count

In [12]: for i in count():
    ...:     print(i) # 1, 2, 3, 4 ...

Таким образом мы определили бесконечный цикл for, count также принимает 2 необязательных аргумента, start число с которого начнём итерацию, и step собственно шаг.

Тут Вы можете найти немного задачек на циклы для практики.

Answer 2

Общее у while и for конструкций, что они обе задают циклы. Всё остальное разное.

while-цикл крайне простой и общий:

пока <условие истинно>:
    <выполняем тело цикла>

Пример:

while t.is_alive():
    t.join(0.04)

for-цикл более специализированный:

для <каждого элемента> в <перечислимом объекте>:
    <выполняем тело цикла>

Пример:

 for n in numbers:
     print(n * n) 

Можно выразить for-цикл, используя while-цикл:

it = iter(numbers)         # получаем итератор
while True:
    try:
        n = next(it)       # получаем следующий элемент
    except StopIteration:  # нет больше элементов
         break             # выходим из цикла
    print(n * n)            

И наоборот, [чтобы показать, что это вообще возможно] можно while цикл как for-цикл записать:

for _ in UntilDead(t):  # запрашиваем элементы у UntilDead 
    pass                # и ничего не делаем

где UntilDead класс определяет соответствующий итератор:

class UntilDead:
    def __init__(self, thread, timeout=.4):
        self.thread = thread
        self.timeout = timeout
    def __iter__(self):
        return self
    def __next__(self):
        if not self.thread.is_alive():
            raise StopIteration
        return self.thread.join(self.timeout)

Для работы for-цикла используется «протокол итератора»: в for-цикл можно передать любой объект, из которого итератор можно извлечь (эквивалент вызова iter()). В примере, UntilDead уже является итератором (определяет __iter__ метод, который возвращает самого себя). На каждой итерации вызывается __next__ метод, чтобы следующий элемент получить до тех пор пока не возникнет StopIteration исключение.

Специальные методы (начинаются и заканчиваются на __) во многих встроенных протоколах участвуют в Питоне. См. Магические методы.

Answer 3

---

while - это цикл*, который повторяет что-то, пока что-то верно. Например**:

count = 0
flag = True
while flag == True: #это цикл, который делает то, что отмечено отступом пока flag == True.
   if count == 15:
       break    #если сount равен 15, выходить из цикла while.
   print("пока верно")
   count += 1

---

for - цикл, который повторяется несколько раз. Например:

for i in range (5): #5 раз печатает "hello"
   print ("hello")

---

*-цикл - что-то, что повторяется.

**-после # показаны комментарии, это не код.

Надеюсь, стало понятно!

Answer 4

Использование объекта в конструкции for, требует у него наличия атрибута __iter__.

def q1():
    yield from [1, 2]

for a in q1():
    print(a)
print(hasattr(q1(), '__iter__'))  # True

print(print(hasattr(1, '__iter__')))  # False
for a in 1:
    print(a)  # TypeError: 'int' object is not iterable

q2 = [1, 2]
print(hasattr(q2, '__iter__'))  # True
# for можно использовать в списковых включениях
a = [b + 1 for b in q2]

Использование объекта в конструкции while, требует у него наличия атрибута __bool__. while нельзя использовать в списковых включениях.