1.10. Control Structures

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Problem Solving with Algorithms and Data Structures using Python by Bradley N. Miller, David L. Ranum is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License. 

이전에 언급했듯이 알고리즘에는 반복과 선택의 두 가지 중요한 제어 구조가 필요합니다. 이 두 가지 모두 Python에서 다양한 형태로 지원됩니다. 프로그래머는 주어진 상황에 가장 유용한 문장을 선택할 수 있습니다.

반복을 위해 Python은 표준 while 문 및 매우 강력한 for 문을 제공합니다. while 문은 조건이 true 인 동안 코드 본문을 반복합니다. 예를 들어,

>>> counter = 1

>>> while counter <= 5:

...     print("Hello, world")

...     counter = counter + 1

Hello, world

Hello, world

Hello, world

Hello, world

Hello, world

"Hello, world"라는 문구를 5 번 인쇄합니다. while 문에 대한 조건은 각 반복이 시작될 때 평가됩니다. 조건이 True이면 명령문 본문이 실행됩니다. 언어가 강제하는 들여 쓰기 패턴 때문에 Python while 구문을 쉽게 볼 수 있습니다.

while 문은 매우 일반적인 목적의 반복 구조이며, 우리는 여러 가지 다른 알고리즘에서 사용할 것입니다. 대부분의 경우 복합 조건이 반복을 제어합니다. 조각 같은

while counter <= 10 and not done:

...

조건의 두 부분이 모두 만족되는 경우에만 명령문 본문이 실행됩니다. 변수 counter의 값은 10보다 작거나 같아야하고 변수 done의 값은 False (not False is True) 여야 True and True 라서 결과가 True가됩니다.

이 유형의 구조는 매우 다양한 상황에서 유용하지만 다른 반복 구조 인 for 문은 많은 Python 콜렉션과 함께 사용할 수 있습니다. for 문은 컬렉션이 시퀀스 인 동안 컬렉션의 멤버를 반복하는 데 사용할 수 있습니다. 예를 들어,

>>> for item in [1,3,6,2,5]:

...    print(item)

...

1

3

6

2

5

변수 item항목을 목록 [1,3,6,2,5]의 각 연속 값으로 지정합니다. 그런 다음 반복 본문이 실행됩니다. 이 작업은 시퀀스 (목록, 튜플 및 문자열) 인 모든 컬렉션에서 작동합니다.

for 문은 일반적으로 값 범위에 대해 명확한 반복을 구현하는 데 사용됩니다. 

>>> for item in range(5):

...    print(item**2)

...

0

1

4

9

16

>>>

다섯 번 print 기능을 수행합니다. range 함수는 시퀀스 0,1,2,3,4를 나타내는 범위 객체를 반환하며 각 값은 변수 item에 할당됩니다. 이 값은 제곱되고 인쇄됩니다.

이 반복 구조의 다른 매우 유용한 버전은 문자열의 각 문자를 처리하는 데 사용됩니다. 다음 코드 조각은 문자열 목록을 반복하며 각 문자열은 각 문자를 목록에 추가하여 처리합니다. 결과는 모든 단어의 모든 문자 목록입니다.

선택 문을 사용하면 프로그래머가 질문을하고 그 결과에 따라 다른 작업을 수행 할 수 있습니다. 대부분의 프로그래밍 언어는 유용한 구문 인 ifelse와 if의 두 가지 버전을 제공합니다. 이진 선택의 간단한 예제는 ifelse 문을 사용합니다.

if n<0:

   print("Sorry, value is negative")

else:

   print(math.sqrt(n))

이 예제에서는 n이 참조하는 객체가 0보다 작은 지 확인합니다. 그럴 경우 음수라는 메시지가 인쇄됩니다. 그렇지 않은 경우 문은 else 절을 수행하고 제곱근을 계산합니다.

선택 구조는 컨트롤 구조와 마찬가지로 중첩 될 수 있으므로 한 질문의 결과가 다음 질문의 여부를 결정하는 데 도움이됩니다. 예를 들어 score는 컴퓨터 과학 테스트 점수를 나타내는 변수라고 가정합니다.

if score >= 90:

   print('A')

else:

   if score >=80:

      print('B')

   else:

      if score >= 70:

         print('C')

      else:

         if score >= 60:

            print('D')

         else:

            print('F')

이 단편은 획득 한 문자 등급을 인쇄하여 score라는 값을 분류합니다. 점수가 90보다 크거나 같으면 명령문에 A가 인쇄됩니다. 그렇지 않으면(else) 다음 질문이 표시됩니다. 점수가 80보다 크거나 같으면 첫 번째 질문에 대한 대답이 거짓이므로 80에서 89 사이 여야합니다. 이 경우 인쇄 B가 인쇄됩니다. 파이썬 들여 쓰기 패턴은 추가적인 구문 요소를 필요로하지 않고 if와 else 사이의 연관을 이해하는 데 도움이 된다는 것을 알 수 있습니다.

이 유형의 중첩 선택 항목에 대한 대체 구문은 elif 키워드를 사용합니다. else와 if는 결합되어 추가 중첩 수준이 필요 없습니다. 다른 모든 조건이 실패하면 마지막 else는 여전히 기본 대소 문자를 제공하는 데 필요합니다.

if score >= 90:

   print('A')

elif score >=80:

   print('B')

elif score >= 70:

   print('C')

elif score >= 60:

   print('D')

else:

   print('F')

파이썬에는 단 하나의 선택 구조 인 if 문도 있습니다. 이 명령문을 사용하여 조건이 참이면 조치가 수행됩니다. 조건이 false 인 경우 처리는 if 다음의 명령문으로 계속 진행됩니다. 예를 들어, 다음 조각은 먼저 변수 n의 값이 음수인지 확인합니다. 그럴 경우 절대 값 함수로 수정됩니다. 그럼에도 불구하고 다음 동작은 제곱근을 계산하는 것입니다.

if n<0:

   n = abs(n)

print(math.sqrt(n))

목록으로 돌아가서 목록 작성(list comprehension)으로 알려진 반복 및 선택 구조를 사용하는 목록을 만드는 대체 방법이 있습니다. 목록 작성을 통해 일부 처리 또는 선택 기준에 따라 목록을 쉽게 작성할 수 있습니다. 예를 들어 처음 10 개의 완벽한 사각형 목록을 만들려면 for 문을 사용할 수 있습니다.

>>> sqlist=[]

>>> for x in range(1,11):

         sqlist.append(x*x)

>>> sqlist

[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]

>>>

목록 작성을 사용하여 한 단계에서 다음과 같이 할 수 있습니다.

>>> sqlist=[x*x for x in range(1,11)]

>>> sqlist

[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]

>>>

변수 x는 for 구문에 지정된대로 1에서 10까지의 값을 취합니다. 그런 다음 x*x의 값이 계산되어 생성되는 목록에 추가됩니다. 목록 작성을 위한 일반 구문은 특정 항목 만 추가되도록 선택 기준을 추가 할 수도 있습니다. 예를 들어,

>>> sqlist=[x*x for x in range(1,11) if x%2 != 0]

>>> sqlist

[1, 9, 25, 49, 81]

>>>

이 목록 작성은 1에서 10까지의 홀수 숫자의 제곱만을 포함하는 목록을 구성했습니다. 반복을 지원하는 모든 시퀀스를 목록 작성을 사용하여 새 목록을 작성할 수 있습니다.

>>>[ch.upper() for ch in 'comprehension' if ch not in 'aeiou']

['C', 'M', 'P', 'R', 'H', 'N', 'S', 'N']

>>>