Estruturas de Controlo Repetitivas (ciclos)

Em geral, num programa, as instruções são executadas sequencialmente uma-a-uma: a primeira instrução é executada em primeiro lugar, seguida da segunda, e assim sucessivamente.

No entanto, há situações em que queremos executar um bloco de código um determinado número de vezes ou enquanto se verificar uma determinada condição. Um ciclo, permite-nos executar uma instrução ou instruções repetidamente, ou seja, "em ciclo".

Quando se conhece o número máximo de vezes que se irá repetir a sequência de instruções - repetição definida, devemos usar um ciclo for. No caso em que se pretenda repetir a sequência de instruções enquanto uma condição se verifique – repetição indefinida, temos de usar o ciclo while.

Ciclo for e função range

O ciclo for é das maneiras mais simples em Python de repetir uma instrução n vezes. Pode ser implementado com diferentes estruturas de dados: valores numéricos, dados alfanuméricos (strings) e listas.

Fluxograma do ciclo for:

Com o ciclo for, aparece-nos quase sempre acoplada a função range.

Exemplo - escrever 10 vezes «Olá Mundo»:

for i in range(10):

print("Olá Mundo!")

Olá Mundo!

Olá Mundo!

Olá Mundo!

Olá Mundo!

Olá Mundo!

Olá Mundo!

Olá Mundo!

Olá Mundo!

Olá Mundo!

Olá Mundo!

Exemplo - imprimir os 10 primeiros números inteiros, incluindo o zero:

for i in range(10):

print(i)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

A função range gera uma lista de valores e pode ser usada com 1, 2 ou 3 parâmetros:

• • 1 parâmetro - significa que estamos a definir o número inteiro em que o ciclo, iniciado em 0 (zero), termina (não incluído).

  • 2 parâmetros - definimos o número inteiro inicial (incluído) e o número inteiro do fim do ciclo (não incluído).

  • 3 parâmetros - temos uma situação similar à de 2 parâmetros, em termos do número de início e de fim do ciclo. No entanto, o terceiro parâmetro define o incremento/decremento do ciclo. Por exemplo, se for 2, indica que o ciclo salta de 2 em 2 números.

Exemplos:

Nota: Todos os parâmetros devem ser inteiros, podendo ser positivos ou negativos.

Exemplo - imprimir os números ímpares entre [1,10]:

for i in range(1,10,2):

print(i)

1

3

5

7

9

Exemplo - imprimir os números pares entre [1,10]:

for i in range(2,10,2):

print(i)

2

4

6

8

Note-se que esta resolução está errada, pois o número 10 ficou de fora da lista. Isto acontece, porque o segundo parâmetro da função range indica o valor em que o ciclo para (no caso o número 10). Consequentemente, a impressão do número 10 já não é efetuada.

Para que a resolução estivesse correta (o número 10 tivesse sido impresso), deveríamos ter indicado 11, como segundo parâmetro da função range.

Exemplo:

for i in range(2,11,2):

print(i)

2

4

6

8

10

Exemplo - imprimir os números inteiros entre [1,n]:

n=int(input(""))

for i in range(1,n+1):

print(i)

5

1

2

3

4

5

Exemplo - calcular a soma dos quadrados dos números entre [1,5]:

soma=0

for i in range(1,6):

soma+=i**2 # Alternativamente, soma=soma+i**2

print(soma)

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De uma forma genérica, pode-se afirmar que o for funciona com uma lista de valores, qualquer que ela seja. Esta forma de funcionamento é típica das linguagens de programação modernas. Nas linguagens clássicas (por exemplo, C/C++, Pascal, etc.) os ciclos for iteram números inteiros e não listas.

Exemplo - imprimir os números primos até 20:

for i in [2,3,5,7,11,13,17,19]:

print(i)

2

3

5

7

11

13

17

19

Exemplo - imprimir uma lista de frutos:

for fruto in ["banana","maça","pêra","laranja"]:

print(fruto)

banana

maça

pêra

laranja

Exemplo - imprimir as letras do nome "Paulo" (uma por linha):

for letra in "Paulo":

print(letra)

P

a

u

l

o

Exemplo - imprimir todas as letras do alfabeto:

import string # É necessário importar esta biblioteca para trabalhar com os recursos de strings

for letra in string.ascii_lowercase:

print(letra)

a

b

c

d

e

f

g

h

i

j

k

l

m

n

o

p

q

r

s

t

u

v

w

x

y

z

while

A palavra while significa em português enquanto. Um ciclo while executa uma instrução ou conjunto de instruções enquanto a condição indicada for verdadeira.

No caso geral, a instrução tem o seguinte formato:

while (condição)

instrução

[instrução]

Um ciclo while funciona da seguinte forma:

• • Começa por ser testada, a condição expressa no ciclo while.

  • Se a condição for verdadeira, é executada a instrução seguinte.

  • Depois de executar a instrução, volta a testar a condição do ciclo e continua assim, indefinidamente, enquanto a condição for verdadeira.

  • Termina quando a condição é falsa.

Fluxograma do ciclo while:

Exemplo - imprime os números inteiros de 1 a 100:

i=1

while(i<=100):

print(i)

i+=1 # Alternativamente, i=i+1

Nota: Este exemplo poderia estar escrito recorrendo ao ciclo for.

Exemplo - imprime a soma acumulada de 1 e ao número corrente em cada iteração do ciclo (variável i), enquanto a soma for inferior a 100:

i=1

soma=1

while (soma<100):

print("A soma acumulada de 1 a",i,"é",soma)

i=i+1

soma=soma+i

A soma acumulada de 1 a 1 é 1

A soma acumulada de 1 a 2 é 3

A soma acumulada de 1 a 3 é 6

A soma acumulada de 1 a 4 é 10

A soma acumulada de 1 a 5 é 15

A soma acumulada de 1 a 6 é 21

A soma acumulada de 1 a 7 é 28

A soma acumulada de 1 a 8 é 36

A soma acumulada de 1 a 9 é 45

A soma acumulada de 1 a 10 é 55

A soma acumulada de 1 a 11 é 66

A soma acumulada de 1 a 12 é 78

A soma acumulada de 1 a 13 é 91

Exemplo - calcula a soma acumulada dos números digitados:

soma=0

num=0

while (num!=0 or soma==0):

num=int(input("Digite um número inteiro (ou 0 para terminar): "))

soma+=num # Alternativamente, soma=soma+num

print("A soma dos números digitados é:",soma)

Digite um número inteiro (ou 0 para terminar): 1

Digite um número inteiro (ou 0 para terminar): 2

Digite um número inteiro (ou 0 para terminar): 3

Digite um número inteiro (ou 0 para terminar): 0

A soma dos números digitados é: 6

Nota: A condição "genérica" do ciclo é (num!=0). No entanto, no primeiro caso, como num é igual a zero, a condição (num!=0) é falsa, logo o ciclo nunca seria executado. Uma das várias alternativas possíveis, é considerar a condição (num!=0 or soma==0), porque no primeiro caso a soma é zero.

break

A instrução break força a interrupção de um ciclo.

Exemplo:

soma=0

conta=0

while True:

num=int(input("Digite um número inteiro (ou 0 para terminar): "))

if num==0:

break

soma+=num

conta+=1

print("A contagem de números digitados é:",conta)

print("A média dos números digitados é: {0:.2f}".format(soma/conta))

Nota: while True significa que o ciclo será executado para sempre/do forever (condição sempre verdadeira). Para terminar um ciclo deste tipo temos que forçar a saída com break.

continue

A instrução continue faz com que o programa ignore as instruções seguintes do ciclo e comece uma nova iteração no início do ciclo.

for letra in "Python":

if letra=="h":

continue

print(letra)

P

y

t

o

n

Nota: A letra h não foi impressa porque o programa não passou pela instrução print(letra), pois o continue fez saltar o programa para o início do ciclo quando a letra é h.

else

O conteúdo da seção else de um ciclo é executado apenas quando o ciclo termina "normalmente" (for/while sem break e não houve exceção provocada por erro).

Exemplo - verificar se o número 5 consta da lista de valores, emitindo a mensagem «Não encontrado!» caso o 5 não conste da lista.

...

for valor in valores:

if valor==5:

print("Encontrado!")

break

else:

print("Não encontrado!")

Nota: supõe-se que a lista de valores foi previamente carregada em instruções anteriores.