Chapter 4. 반복문

반복(iteration)문은 동일한 문장을 반복해서 실행하는 구조이다. 이 장에서는 반복문 while과 for에 대해서 알아본다.

학습목표와 기대효과

• 학습목표

  • 반복문의 개념과 동작원리를 이해하고 반복 패턴을 찾아보자.

  • 반복문 while를 배워보자.

  • 반복문 for를 배워보자.

• 기대효과

  • 컴퓨팅 디바이스들이 어떻게 반복적인 일을 계속 할 수 있는지 이해할 수 있다.

While loop

먼저, while문에 대해 알아보자.

while statement

while문의 형식은 다음과 같다. 조건 뒤에는 반드시 콜론(:)이 있어야 하며, 조건이 True인 동안 while문 안에 있는 실행 문장을 실행한다. 이때 실행 문장은 반드시 들여쓰기가 되어 있어야 한다.

while 조건:
    실행 문장1
    실행 문장2
    ...

• 예를 통해서 while문을 이해해보자.

• 아래 코드에서는 반복을 위한 조건변수로 count를 활용했다.

• 변수를 조건에 활용하기 위해서는 반드시 조건식 사용 이전(여기서는 while문 이전)에 미리 정의되어 있어야 한다. 이 예에서는 while문 이전에 변수 count를 1로 정의하였다.

• 변수 count는 while문 안에서 반복할 때마다 1씩 증가한다.

• 그러다가 count가 5보다 크면, 즉 6이 되면, count <= 5 조건이 False가 되어 반복을 멈춘다.

count = 1
while count <= 5:
    print(f'재미있는 파이썬:{count}')
    count=count+1

print(f'count={count}')

재미있는 파이썬:1
재미있는 파이썬:2
재미있는 파이썬:3
재미있는 파이썬:4
재미있는 파이썬:5
count=6

• 조건변수로 사용한 count의 초기값은 프로그래머가 설정해주면 된다.

• 예를 들어, count=0으로 했다면 while문 안에서 count를 먼저 증가시킨다.

• 또한 5번 반복하고 빠져나와야 하므로 count < 5와 같이 조건식도 달라지며, count가 5일때 while문을 빠져나온다.

count = 0
while count < 5:
    count=count+1
    print(f'재미있는 파이썬:{count}')

print(f'count={count}')

재미있는 파이썬:1
재미있는 파이썬:2
재미있는 파이썬:3
재미있는 파이썬:4
재미있는 파이썬:5
count=5

😄문제. 다음과 같이 출력하는 코드를 while문을 이용해 작성해 보시오.

test case-1

나무를 1그루 심었습니다. 싹!
나무를 2그루 심었습니다. 싹!싹!
나무를 3그루 심었습니다. 싹!싹!싹!
나무를 4그루 심었습니다. 싹!싹!싹!싹!
나무를 5그루 심었습니다. 싹!싹!싹!싹!싹!

break

• while문의 조건 부분에 조건식이 아닌 True 또는 숫자 1을 넣어줄 수도 있다.

• 이 경우에는 while True: 또는 while 1: 이므로 조건의 결과가 항상 True가 되어 무한 반복하게 된다.

• 이러한 무한반복문의 경우 반드시 반복문을 탈출하는 break를 반복문 안 어딘가에 명시해주어야 한다.

count = 0
while True :
    print(f'무야호~:{count}')
    count = count + 1
    if count == 5:
       break
print(f'count={count}')

무야호~:0
무야호~:1
무야호~:2
무야호~:3
무야호~:4
count=5

True와 False의 의미

프로그래밍에서 True는 1의 값을 가지며, False는 0의 값을 가진다. 엄밀히 말하면 False와 0을 제외한 모든 값은 True의 의미를 가진다. 따라서 while ‘a’: 와 같이 써도 무한 반복된다.

Sample Source Code #4

😄 반복하여 기회주기

• TODO-1: while문을 이용하여 number를 맞히지 못했을 때는 guess 기회를 계속 주도록 수정해보세요.

• TODO-2: 맞혔을 때에는 Good job~문 출력 후 I’m happy를 출력해주세요.

# This is a guess the number game.
import random
myName = input('Hello! What is your name? ')
number = random.randint(1,20)
print ( f'Well, {myName} I am thinking of a number between 1 and 20.')

guess = int(input('Take a guess.'))

if guess> number:
    print('Your guess is too high')
elif guess < number:
    print('Your guess is too  low')
else:
    print ( f'Good job, {myName}! You guessed my number!')

while ~ else

• while문에도 else가 있다.

• while문의 else 파트는 while문이 정상적으로 모든 반복을 다 한 경우에만 실행한다.

• 즉, while문의 조건식이 False가 되서 빠져나오는 경우에만 실행하며, break를 통해서 while문을 빠져나온 경우에는 else문이 실행되지 않는다.

count = 0
while count < 5 :
    pw=input('Password: ')
    if pw=='pythonisfun':
       print('로그인 되었습니다.')
       break
    count = count + 1    
else:
    print ('로그인에 실패했습니다.')

Sample Source Code #5

😄 기회 횟수 제한하기: Sample Source Code #4에서 수정한 코드를 복사하여 붙여넣은 후 아래 TODO와 같이 수정해 주세요.

• TODO: guess할 기회를 5번만 주고 5번안에 맞히지 못하면 반복문을 빠져나와 f'oops! The number I was thinking of was {number}.' 와 같이 메시지를 출력해주세요.

• 5번 이내에 number를 맞혔다면 맞혔을 때의 문장을 출력 후 반복문을 빠져나오도록 해야 합니다.

continue

반복문에서 continue를 만나면 continue 아래쪽에 있는 모든 코드는 실행하지 않고 while문이 있는 라인으로 이동한다. 즉, 조건에 따라 건너뛰기를 하고 싶을 때 사용하는 키워드이다.

아래 코드에서는 ‘2’가 포함되어 있으면 출력하지 않고 건너뛴다.

count = 0
while count < 31:
    count += 1
    if '2' in str(count):
      continue

    print(f'{count}')

1
3
4
5
6
7
8
9
10
11
13
14
15
16
17
18
19
30
31

😄문제. 3, 6, 9 게임을 만들어보세요. 3,6,9가 문자열에 들어 있는 경우에는 박수를 숫자만큼 출력하시오.

print(f'{"👏"*count}') #https://www.emojiengine.com/ko/keyboard/

1
2
👏👏👏
4
5
👏👏👏👏👏👏
7
8

......
28
👏👏👏👏👏👏👏👏👏👏👏👏👏👏👏👏👏👏👏👏👏👏👏👏👏👏👏👏👏
......

while 중첩문

중첩 while문은 while문 안에 while문이 들어 있는 것을 말한다.

out_num = 1
while out_num <= 5:
  in_num = 1
  while in_num <= out_num:
    print('🍩', end='')
    in_num += 1
  print()
  out_num += 1

🍩
🍩🍩
🍩🍩🍩
🍩🍩🍩🍩
🍩🍩🍩🍩🍩

for loop

while문이 주어진 조건에 대해 반복하는 것이였다면 for문은 주어진 범위에 대해 순회한다.

for statements

for 변수 in 범위(반복가능한 것들):
    statements
next_statements

• while문에서는 조건에 사용될 변수를 while문 전에 미리 정의해야 했다. 그러나 for문에서는 for 다음에 바로 정의하면 된다.

• 범위에는 range, 문자열, 리스트, 튜플, 딕셔너리 등 반복가능한 데이터 타입(iterable data type)들이 올 수 있다.

• for문과 함께 유용하게 사용되는 range() 함수를 먼저 알아보자.

• range() 함수는 일정한 규칙에 따라 나열된 수열을 생성한다.

range(시작, 끝, 간격)

• 시작: 범위의 시작 값이며, 생략하면 0이다.

• 끝: 범위의 끝값이며, 끝값은 범위에 미포함이다.

• 간격: 범위의 간격이며, 생략하면 1이다. 간격은 방향도 결정짓는데, 값이 음수이면 오른쪽에서 왼쪽으로 간격만큼 건너뛴다.

사용 방법	의미	예시
range(끝)	[0, 1, 2, 3, …, 끝-1]	range(4) → [0, 1, 2, 3]
range(시작, 끝)	[시작, 시작+1, 시작+2, …, 끝-1]	range(3, 5) → [3, 4]
range(시작, 끝, 증감)	[시작, 시작+증감, 시작+증감×2, …, 시작+증감×k]	range(2, 11, 2) → [2, 4, 6, 8, 10]
range(시작, 끝, -증감)	[시작, 시작-증감, 시작-증감×2, …, 시작-증감×k]	range(9, 1, -2) → [9, 7, 5, 3]

• range() 함수의 예를 살펴보자.

• range(1, 10)은 1부터 9까지 수열을 생성한다.

• range(10)은 시작 값 생략으로 0부터 9까지 수열을 생성한다.

• range(3, 10, 3)은 3부터 9까지 3씩 간격으로 수열을 생성한다.

• range(10, 3, -3)은 10부터 4까지 -3씩 간격으로 수열을 생성한다.

list()를 활용

list()와 함께 활용하면 range()함수에서 생성한 수열의 리스트를 볼 수 있다.

예, list(range(1, 10))

list(range(1, 10))
list(range(10))
list(range(3, 10, 3))
list(range(10, 3, -3))

[10, 7, 4]

• 범위에 range()를 넣어보자.

• 1부터 10까지 범위를 변수 count가 그 값을 순서대로 저장하면서 반복한다.

• 비슷한 출력결과를 while문에서도 해봤을 것이다. for문이 while문보다는 코드가 간결한 것을 알 수 있다.

for count  in range(1, 11):
    print(f'🌳를 {count}그루 심었습니다. {"🌳"*count}')
print('아~ 공기좋다~~~')

🌳를 1그루 심었습니다. 🌳
🌳를 2그루 심었습니다. 🌳🌳
🌳를 3그루 심었습니다. 🌳🌳🌳
🌳를 4그루 심었습니다. 🌳🌳🌳🌳
🌳를 5그루 심었습니다. 🌳🌳🌳🌳🌳
🌳를 6그루 심었습니다. 🌳🌳🌳🌳🌳🌳
🌳를 7그루 심었습니다. 🌳🌳🌳🌳🌳🌳🌳
🌳를 8그루 심었습니다. 🌳🌳🌳🌳🌳🌳🌳🌳
🌳를 9그루 심었습니다. 🌳🌳🌳🌳🌳🌳🌳🌳🌳
🌳를 10그루 심었습니다. 🌳🌳🌳🌳🌳🌳🌳🌳🌳🌳
아~ 공기좋다~~~

for count  in range(1, 11, 2):
    print(f'🌳를 {count}그루 심었습니다. {"🌳"*count}')
print('아~ 공기좋다~~~')

🌳를 1그루 심었습니다. 🌳
🌳를 3그루 심었습니다. 🌳🌳🌳
🌳를 5그루 심었습니다. 🌳🌳🌳🌳🌳
🌳를 7그루 심었습니다. 🌳🌳🌳🌳🌳🌳🌳
🌳를 9그루 심었습니다. 🌳🌳🌳🌳🌳🌳🌳🌳🌳
아~ 공기좋다~~~

😄문제. for문을 이용하여 구구단 2단을 출력해보세요. ^^^

test case-1

2 x 1 = 2
2 x 2 = 4
2 x 3 = 6
2 x 4 = 8
2 x 5 = 10
2 x 6 = 12
2 x 7 = 14
2 x 8 = 16
2 x 9 = 18

• 반복문안에서 값을 누적시키기 위해서는 누적을 위한 변수를 반복문 밖 위쪽에 정의해야 한다.

• 아래 코드에서 total은 처음에 0이였지만 반복할 때마다 total = total + i에 의해 1=0+1, 3=1+2, 6=3+3, 10=6+4…..로 누적값을 가진다.

total=0
for i in range(1,11):
  total = total+i
  print(total)

print("The total is", total)

1
3
6
10
15
21
28
36
45
55
The total is 55

• 문자열 순회: 범위에 문자열을 넣을 수 있다. 문자열의 경우 변수 i가 한 글자씩 순회한다.

for i in 'Hello World':
    print (i)

H
e
l
l
o
 
W
o
r
l
d

• 리스트 순회: 범위에 리스트를 넣을 수 있다. 리스트의 경우 변수 i가 리스트내 아이템(원소, 요소, 엘리먼트)를 하나씩 순회한다.

• 리스트는 아직 안 배웠으니 [‘programming’, ‘pasta’, ‘spam’, ‘play park’] 이러한 구조가 리스트라는 것만 눈에 익혀두자.

for i in ['programming', 'pasta', 'spam', 'play park']:
    print (i)

programming
pasta
spam
play park

• 딕셔너리 순회: 범위에 딕셔너리를 넣을 수 있다. 딕셔너리의 경우 변수 i가 딕셔너리의 key를 하나씩 순회한다.

• 딕셔너리 또한 아직 안 배웠으니 {‘2323-12345’:’가영’, ‘2323-12346’:’나영’} 이러한 구조가 딕셔너리라는 것만 눈에 익혀두자.

for i in {'2323-12345':'가영', '2323-12346':'나영'}:
    print (i)

2323-12345
2323-12346

for~else

for문에도 else가 있다. while ~ else와 마찬가지로 for문이 정상적으로 모든 반복을 다 한 경우에만 실행한다.

for 변수 in 리스트(or 문자열 등) :
    statements1
    if 조건:
        if_statements
        break
    statements2
else:
    else_statements
next_statements

a = 'computer'
letter = 'u'

for i in a:
    if i == letter:
        print(f'{letter}가 검색되었습니다.')
        break
else:
    print(f'{letter}는 검색되지 않았습니다.')
print('END')

u가 검색되었습니다.
END

for 중첩문

중첩 for문은 for문 안에 다른 for문이 들어 있는 것을 말한다.

for dan in range(2,10):
    print(f'{dan}단')
    for num in range(1,10):
        print(f'{dan}*{num}={dan*num}')
    print()

2단
2*1=2
2*2=4
2*3=6
2*4=8
2*5=10
2*6=12
2*7=14
2*8=16
2*9=18

3단
3*1=3
3*2=6
3*3=9
3*4=12
3*5=15
3*6=18
3*7=21
3*8=24
3*9=27

4단
4*1=4
4*2=8
4*3=12
4*4=16
4*5=20
4*6=24
4*7=28
4*8=32
4*9=36

5단
5*1=5
5*2=10
5*3=15
5*4=20
5*5=25
5*6=30

5*7=35
5*8=40
5*9=45

6단
6*1=6
6*2=12
6*3=18
6*4=24
6*5=30
6*6=36
6*7=42
6*8=48
6*9=54

7단
7*1=7
7*2=14
7*3=21
7*4=28
7*5=35
7*6=42
7*7=49
7*8=56
7*9=63

8단
8*1=8
8*2=16
8*3=24
8*4=32
8*5=40
8*6=48
8*7=56
8*8=64
8*9=72

9단
9*1=9
9*2=18
9*3=27
9*4=36
9*5=45
9*6=54
9*7=63
9*8=72
9*9=81

마무리

• 반복구조는 조건 또는 범위에 따라 실행문장을 반복한다.

• while문은 조건비교 결과가 True인 동안 블록 소스코드를 반복 수행한다.

• for문은 범위의 처음부터 끝까지 차례대로 반복한다.

• for문의 in 연산자 뒤에는 반복가능한 데이터타입인 숫자, 리스트, 문자열, 딕셔너리, 튜플, 셋 등이 올 수 있다.

• for 다음의 변수는 in 뒤에 있는 자료값을 하나씩 차례대로 저장한다.

• for문은 숫자값의 범위를 만들어주는 range()함수를 유용하게 활용한다.