[Python] 12. 반복문(while, for), 이중 for문, 리스트 내포

학습내용

#1 : while문의 기본 구조
#2 : while문 중단(break)
#3 : while문의 맨 처음으로 돌아가기(continue)
#4 : while문 사용하여 무한 루프(infinite loop, endless loop)
#5 : for문의 기본 구조
#6 : range 함수
#7 : 이중 for문(구구단 프로그램)
#8 : 리스트 내포 사용하기(list comprehension)

#1 : while문의 기본 구조

while 문은 조건문이 참인 동안에 while 문 아래의 문장이 반복되어 수행.

while <조건문>:
    <수행할 문장1>
    <수행할 문장2>
    <수행할 문장3>

줄 간격을 잘 맞춰야(들여 쓰기) while문이 정상적으로 작동.
조건을 만족할 동안 수행할 문장을 수행함으로 끝을 꼭 설정해주어야 함.
<조건문>이 참이면 <수행할 문장 1,2,3>을 수행하고 다시 <조건문> 점검 후 참이면 반복.

click = 0
while click < 5:
    click = click + 1
    print("마우스를 %d번 클릭하였습니다."%click)
    if click == 5:
        print("수고하셨습니다.")
# 마우스를 1번 클릭하였습니다.
# 마우스를 2번 클릭하였습니다.
# 마우스를 3번 클릭하였습니다.
# 마우스를 4번 클릭하였습니다.
# 마우스를 5번 클릭하였습니다.
# 수고하셨습니다.

click이 5보다 작을 때 "마우스를 click 번 클릭하였습니다." 실행.
5가 되면 if문의 "수고하셨습니다." 출력.

sel = '''
1. Apple
2. Banana
3. Grape
4. Quit

Enter number: '''

number = 0
while number !=4:
    print(sel)
    number = int(input())

input 값에 따라 while문을 반복.
input 값이 4가 아니면 반복 실행, 4라면 중지.

#2 : while문 중단(break)

while문은 조건문이 참인 동안 반복해서 while문 안의 내용을 반복적으로 수행하는데, 중간에 이를 중단시키고 싶을 경우 break를 사용한다.

drink = 3
money = 1000
while money:
    print('음료수 판매 중')
    drink = drink - 1
    print('남은 음료수: %d' %drink)
    if drink == 0:
        print('음료수 판매 중단')
        break
# 음료수 판매 중
# 남은 음료수: 2
# 음료수 판매 중
# 남은 음료수: 1
# 음료수 판매 중
# 남은 음료수: 0
# 음료수 판매 중단

money는 정수값인데, 정수를 조건문에서 사용했을 때 값이 '0'이 아니면 참.
따라서, money는 참이기에 '음료수 판매 중'이 실행된다.
이는 무한대로 반복될 수 있기에 if문을 추가하여 drink가 0일 때 break를 실행.
break는 자신과 가장 가까운 반복문을 탈출시킴.

1) 자판기 작동 예시

can = 3
while True:
    money = int(input('카드나 현금을 넣어주세요'))
    if money == 1000:
        print('음료수 지급')
        can = can -1
    elif money > 1000:
        print('거스름돈: %d, 음료수 지급' %(money-1000))
        can = can -1
    else:
        print('지불 금액 반환')
        print('남은 음료수 : %d' %can)
    if can == 0:
        print('재고 부족, 판매 중단')
        break
# 카드나 현금을 넣어주세요1000
# 음료수 지급
# 카드나 현금을 넣어주세요1500
# 거스름돈: 500, 음료수 지급
# 카드나 현금을 넣어주세요1200
# 거스름돈: 200, 음료수 지급
# 재고 부족, 판매 중단

money가 1000이라면 음료수를 지급하고 can의 값을 1 줄인다.
money가 1000보다 크다면 음료수를 지급하고 can의 값을 줄이고, 거스름돈을 출력.
그것이 아니라면(1000보다 작은 경우) 지불 금액 반환, 남은 음료수를 출력.
만약 can의 값이 1이라면(can의 재고가 없다면) '재고 부족, 판매 중단'을 출력하고 break.

#3 : while문의 맨 처음으로 돌아가기(continue)

while문 안의 문장을 수행할 때 입력 조건을 검사해서 조건이 맞지 않으면 while문을 빠져나간다. 이때 continue를 사용하면 while문을 빠져나가지 않고 while문의 맨 처음(조건문)으로 다시 돌아간다.

a = 0
while a < 10:
    a = a + 1
    if a % 2 == 0: continue
    print(a)
# 1
# 3
# 5
# 7
# 9

a가 10보다 작다면 a를 1씩 증가(a = a + 1)시킨다.
만약 a를 2로 나눈 나머지가 0이라면(if a % 2 == 0: continue) 다시 맨 처음(조건문)으로 돌아간다.
a를 출력한다.
위 과정을 거치면서 짝수이면 출력하지 않는다.

#4 : while문 사용하여 무한 루프(infinite loop, endless loop

무한 루프란 무한히 반복한다는 의미이며 파이썬에서 while문으로 구현할 수 있다.

while True:
    수행할 문장1
    수행할 문장2

while문의 조건문이 True이므로 항상 참이 되며, 이에따라 while 문 안에 있는 문장들은 무한히 수행.

while True:
    print('무한 루프 실행')

무한 루프를 적용해 값을 출력하면 위와 같은 형태가 된다.
이미지를 보면 알 수 있듯이 의도한 것이 아니라면 반드시 탈출 할 수 있도록 해야 한다.
무한 루프는 대화형 프로그램, sleep(프로그램을 쉬었다 실행, 1초에 한 번 실행)에서 사용된다.

#5 : for문의 기본 구조

for문도 while과 똑같이 반복문이며 기능에서 차이가 거의 없다. 통상적으로 for문의 경우 '반복 횟수가 정해져 있는 경우' 많이 사용. while문은 조건을 만족하는 동안이기에 '조건을 만족할 때 실행되는 프로그램'에서 사용.

for 변수 in 리스트(또는 튜플, 문자열):
    수행할 문장1
    수행할 문장2

python에서 for문은 리스트나 튜플, 문자열의 첫 번째 요소부터 마지막 요소까지 차례로 변수에 대입되어 수행할 문장들이 수행된다.

list_a = ['a','b','c']
for i in list_a:
    print(i)
# a
# b
# c

i의 0번, 1번, 2번 요소가 차례대로 나오는 것.

a = [(1,2),(5,1),(7,3)]
for (first, last) in a:
    print(first+last)
# 3
# 6
# 10

0번째에 (1, 2)가 first, last에, 1번째에 (5, 1)이 first, last에, 2번째에 (7, 3)이 first, last에 들어간다.
따라서 1+2 = 3, 5+1 = 6, 7+3 = 10이 출력된다.
a안에 있는 요소를 하나씩 꺼내면서 요소 개수만큼 수행하고 종료한다.

1) for문의 응용

scores = [90, 92, 83, 55, 29, 99, 77]
i = 0
for score in scores:
    i = i + 1
    if score < 80:
        continue
    print('%d번 학생 : pass' %i)
# 1번 학생 : pass
# 2번 학생 : pass
# 3번 학생 : pass
# 6번 학생 : pass

i는 학생의 번호를 나타내줄 변수이며 0에서부터 1씩 증가한다.
요소를 끄집어내면서 조건문을 만족하는지 확인.
score가 80보다 아래이면 continue로 다시 처음으로 돌아간다.
score가 80 이상이면 n번 학생 : pass가 출력된다.

#6 : range 함수

range 함수는 숫자 리스트를 자동으로 만들어 준다.

a = range(30)
a
# range(0, 30)

a = range(1,31)
a
# range(1, 31)

a = range(1,31,2)
a
# range(1, 31, 2)

30개의 요소를 만들어라는 것이며 0부터 시작해 29까지 30개의 숫자가 담긴 리스트가 만들어지는 것.
시작 숫자와 끝 숫자를 지정하려면 range(시작 숫자, 끝 숫자) 형태를 사용. 이때 끝 숫자는 포함되지 않는다.
range(시작 숫자, 끝 숫자, 증감)으로 증감을 추가하여 1씩 증가하는 숫자를 원하는 만큼씩 증가하게 할 수 있다.

1) range 함수 예시

1부터 100까지 더하는 프로그램.

add = 0
for i in range(1,101):
    add = add + i
print(add)
#5050

첫 번째에 0+1=1, 두 번째에 (0+1)+2=3, 세 번째에 (0+1+2)+3=6, ···, 100번째에(0+1+···+99)+100까지 실행.

scores = [90, 92, 83, 55, 29, 99, 77]
for score in range(len(scores)):
    if scores[score] < 80:
        continue
    print('%d번 학생 : pass' %(score+1))
# 1번 학생 : pass
# 2번 학생 : pass
# 3번 학생 : pass
# 6번 학생 : pass

for문에서 조건을 만족할 때와 똑같은 결과값을 가지지만 접근 방식이 조금 다르다.
여기에서는 index를 조회하면서 실행되는 것으로 n번째 인덱스가 80보다 작은 지를 판별.

#7 : 이중 for문(구구단 프로그램)

for i in range(2, 10):
    for j in range(1, 10):
        print(i*j, end = ' ')
    print('')

바깥쪽 for문이 실행되면 안쪽 문장들을 한 번 반복.
i가 2일 때 j는 안에서 또 for문이 동작한다. i가 2일 때 j는 9번(1~9) 실행된다.
i가 3일 때도 j는 9번(1~9) 실행된다. 반복.
end = ' ' 줄 바꿈을 하지 않고, 한 칸 띄어쓰기한다는 의미.
마지막에서 print(' ')를 사용해 두 번째 for문이 끝나면 결과값이 다음 라인부터 출력.

#8 : 리스트 내포 사용하기(list comprehension)

리스트 안에 for문을 포함하는 것을 리스트 내포라 하며, 지능형 리스트라 불리기도 함.

1) 옛날 방식

#옛날 방식
a = [1,2,3,4,5]
b = []
for i in a:
    b.append(i*7)
print(b)
#[7, 14, 21, 28, 35]

a안에서 1~5까지 하나씩 끄집어낸다.
b에 i와 7을 곱한 값을 추가해라.
b를 출력할 경우 a의 요소에 7이 곱해진 값이 출력된다.

2) 리스트 내포

#리스트 내포
a = [1,2,3,4,5]
b = [i*7 for i in a]
print(b)
#[7, 14, 21, 28, 35]

위와 똑같은 결과를 가져오는 리스트 내포.

3) 리스트 내포에 조건문 추가

#리스트 내포에 조건문 추가
a = [1,2,3,4,5]
b = [i*7 for i in a if i % 2 == 1]
print(b)
#[7, 21, 35]

i를 하나씩 가져오는데 그것을 2로 나눈 나머지가 1이라면(홀수라면) 7배를 해서 리스트에 저장해라.

4) 리스트 내포 사용법

# 리스트 내포의 일반적인 문법
[표현식 for 항목 in 반복가능객체 if 조건문] #if 조건문 생략 가능

# 리스트 내포 for문 2개 이상 사용
[표현식 for 항목 in 반복가능객체1 if 조건문1
         for 항목 in 반복가능객체2 if 조건문2
         ...
         for 항목 in 반복가능객체n if 조건문n]

리스트 내포는 위와 같이 사용할 수 있으며 다중 for문 역시 구현이 가능하다.

times = [x*y for x in range(2,10)
             for y in range(1,10)]
print(times)
#[2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 27, 4, 8, 12, 16, 20, 24, 28, 32, 36, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 6, 12, 18, 24, 30, 36, 42, 48, 54, 7, 14, 21, 28, 35, 42, 49, 56, 63, 8, 16, 24, 32, 40, 48, 56, 64, 72, 9, 18, 27, 36, 45, 54, 63, 72, 81]

위에서 진행한 구구단 프로그램 만들기를 리스트 내포 형태로도 만들 수 있다.

느낀 점

연습이 많이 필요하다. 손에 익고, 눈에 익을 때까지 반복 학습이 필요한 영역인 것 같다.

while : 조건을 만족(조건을 만족하는 동안)
for - in : 리스트 안에(가지고 있는 시퀀스를 조회할 경우)
for - range : 횟수(횟수가 정해진 경우)

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