تعریف حلقه (Loop)

در برنامه‌نویسی، حلقه (Loop) یک ساختار کنترلی است که به برنامه اجازه می‌دهد دستورها یا بخش خاصی از کد را به‌صورت تکراری اجرا کند تا زمانی که یک شرط مشخص برقرار باشد.

به بیان دیگر، حلقه باعث می‌شود فرآیندهای تکراری به‌صورت خودکار و بدون نیاز به نوشتن چندباره‌ی کد انجام شوند.

تعریف حلقه for

در زبان پایتون، حلقه for نوعی حلقه تکرار شمارشی (counted loop) است که برای پیمایش (iteration) روی یک دنباله از داده‌ها (sequence) مانند لیست، رشته، تاپل یا محدوده‌ی عددی (range) استفاده می‌شود.

for <variable> in <iterable>:
    <some codes>

در این ساختار:

• متغیر در هر بار اجرا، یکی از عناصر مجموعه را دریافت می‌کند.
• دستورات داخل بلوک که با تورفتگی یا (indent) نوشته می‌شوند، برای هر عنصر اجرا می‌شوند.

کاربردهای متداول:

• پیمایش روی لیست‌ها و رشته‌ها
• تکرار چند باره‌ی یک عملیات مشخص
• استفاده همراه با range() برای ایجاد حلقه‌های عددی

چند تمرین برای درک بهتر

مثال: برنامه‌ای بنویسید که عددی از کاربر دریافت کند، مجموع ارقامش را نمایش دهد

number = input("enter your number: ")
total = 0 
for digit in number:
    total += int(digit)
print(total)

# input: enter your number: 1234
# output: 10

مثال: برنامه‌ای بنویسید که عددی دریافت کند و حاصلضرب ارقامش را نمایش دهد

number = input("enter your number: ")
product = 1
for digit in number:
    product *= int(digit)
print(product)

# input: enter your number: 1234
# output: 24

مثال: برنامه‌ای بنویسید که رشته‌ای را دریافت کند کاراکترهایش را با فاصله از هم نمایش دهد

string = input("enter your string: ")
for char in string:
    print(char, end=" ")

# input: enter your string: hello
# output: h e l l o

مثال: برنامه‌ای بنویسید که رشته‌ایی را دریافت کند کاراکترهایش به همراه تعداد تکرار آنها را نمایش دهد

word = input("enter your word: ")
for char in word:
    print(char, word.count(char))

# input: enter your word: hello
# output:
# h 1
# e 1
# l 2
# l 2
# o 1

تعریف تابع range

در پایتون، تابع range() یک ابجکت قابل پیمایش (iterable) تولید می‌کند که شامل یک دنباله‌ی اعداد صحیح (integer sequence) است.

این دنباله معمولاً برای حلقه‌های for استفاده می‌شود و می‌تواند از عدد شروع تا عدد پایان با یک گام مشخص باشد.

پارامترهای تابع range(start, stop, step)

start:

عدد شروع دنباله (اولین مقدار تولید شده) و مقدار پیش‌فرض برابر صفر

stop:

عدد پایان (خود عدد در نظر گرفته نمی‌شود)

step:

میزان افزایش یا کاهش در هر مرحله

نکات مهم درباره‌ی range()

• تابع range() خودش لیست نیست، بلکه یک iterable object است که فقط هنگام پیمایش در حلقه یا با تبدیل به لیست list(range(...)) قابل مشاهده است.
• از range() معمولاً در حلقه‌های for برای انجام تکرار شمارشی (counted iteration) استفاده می‌شود.
• اگر مقدار گام (step) منفی باشد، دنباله به‌صورت معکوس (descending order) تولید می‌شود.

چند مثال ساده

مثال: برنامه‌ای بنویسید که اعداد زوج صفر تا بیست را نمایش دهد

for i in range(21):
    if i % 2 == 0:
        print(i)

# output:
# 0
# 2
# 4
# 6
# 8
# 10
# 12
# 14
# 16
# 18
# 20

تمرین: برنامه‌ای بنویسید اعداد 2 رقمی که به 3 و 5 بخش‌پذیر هستند را نمایش دهد

for i in range(10, 100):
    if i % 3 == 0 and i % 5 == 0:
        print(i)

# output:
# 15
# 30
# 45
# 60
# 75
# 90

دستور break و continue در حلقه for

دستور break در حلقه for

دستور break برای خروج فوری از حلقه استفاده می‌شود.

وقتی برنامه به break می‌رسد، کل حلقه متوقف می‌شود (نه فقط یک تکرار) و اجرای برنامه از اولین خط بعد از حلقه ادامه پیدا می‌کند.

دستور continue در حلقه for

دستور continue برای رد کردن ادامه‌ی اجرای حلقه در آن تکرار و رفتن به مرحله‌ی بعدی (iteration بعدی) استفاده می‌شود.

به زبان ساده، وقتی برنامه به continue می‌رسد، کدهای بعد از آن در همان دور از حلقه اجرا نمی‌شوند و مستقیماً به تکرار بعدی می‌رود.

دستور else در حلقه for

در پایتون، بخش else می‌تونه بعد از حلقه for یا while بیاد.

کد داخل else فقط زمانی اجرا میشه که حلقه به‌صورت کامل اجرا بشه (یعنی با break متوقف نشده باشه).

به زبان ساده‌تر:

• اگه حلقه تا انتها اجرا بشه → else اجرا میشه
• اگه حلقه زودتر با break تموم بشه → else اجرا نمیشه

💡 تمرین‌ها و سوالات

# خروجی:
# 1
# 2
# 3
# ...
# 10

# راه حل:
for i in range(1, 11):
    print(i)

# نمونه ورودی: 5
# خروجی: 15 (1+2+3+4+5)

# راه حل:
n = int(input("enter a number: "))
total = 0
for i in range(1, n + 1):
    total += i
print(total)

# نمونه ورودی: 3
# خروجی:
# 3 x 1 = 3
# 3 x 2 = 6
# ...
# 3 x 10 = 30

# راه حل:
n = int(input("enter a number: "))
for i in range(1, 11):
    print(f"{n} x {i} = {n * i}")

# نمونه ورودی: 5
# خروجی: 120 (5! = 5×4×3×2×1)

# راه حل:
n = int(input("enter a number: "))
factorial = 1
for i in range(1, n + 1):
    factorial *= i
print(factorial)

# خروجی: 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19

# راه حل 1:
for i in range(1, 21):
    if i % 2 != 0:
        print(i, end=" ")

# راه حل 2 (استفاده از step):
for i in range(1, 21, 2):
    print(i, end=" ")

# نمونه ورودی: hello
# خروجی: olleh

# راه حل:
text = input("enter your text: ")
reversed_text = ""
for char in text:
    reversed_text = char + reversed_text
print(reversed_text)

# نمونه ورودی: hello world
# خروجی: 3

# راه حل:
text = input("enter your text: ")
vowels = "aeiouAEIOU"
count = 0
for char in text:
    if char in vowels:
        count += 1
print(count)

# نمونه ورودی: 5
# خروجی:
# *
# **
# ***
# ****
# *****

# راه حل:
n = int(input("enter a number: "))
for i in range(1, n + 1):
    print("*" * i)

# نمونه ورودی: 12, 45, 23, 67, 34
# خروجی: 67

# راه حل:
max_num = float('-inf')  # یا می‌توانید عدد خیلی کوچک بگذارید
for i in range(5):
    num = int(input(f"enter number {i+1}: "))
    if num > max_num:
        max_num = num
print(f"max number: {max_num}")

# نمونه ورودی: 20
# خروجی: 2 3 5 7 11 13 17 19

# راه حل:
n = int(input("enter a number: "))
for num in range(2, n + 1):
    is_prime = True
    for i in range(2, num):
        if num % i == 0:
            is_prime = False
            break
    if is_prime:
        print(num, end=" ")

# نمونه ورودی: 1234
# خروجی: 10

# راه حل:
number = input("enter a number: ")
total = 0
for digit in number:
    total += int(digit)
print(total)

# نمونه ورودی: hello world from python
# خروجی: 4

# راه حل:
sentence = input("enter a sentence: ")
words = sentence.split()
count = 0
for word in words:
    count += 1
print(count)

# یا به صورت ساده‌تر:
print(len(sentence.split()))

# خروجی:
# 1 2 Fizz 4 Buzz Fizz 7 8 Fizz Buzz 11 Fizz 13 14 FizzBuzz ...

# راه حل:
for i in range(1, 31):
    if i % 3 == 0 and i % 5 == 0:
        print("FizzBuzz", end=" ")
    elif i % 3 == 0:
        print("Fizz", end=" ")
    elif i % 5 == 0:
        print("Buzz", end=" ")
    else:
        print(i, end=" ")

# نمونه ورودی: python
# خروجی: not found

# نمونه ورودی: java
# خروجی: found at index 1

# راه حل:
text = input("enter text: ")
found = False
for i in range(len(text)):
    if text[i] == 'a':
        print(f"found at index {i}")
        found = True
        break
if not found:
    print("not found")

# نمونه ورودی: hello
# خروجی: helo

# راه حل:
text = input("enter text: ")
result = ""
for char in text:
    if char not in result:
        result += char
print(result)

# خروجی: 2550

# راه حل 1:
total = 0
for i in range(1, 101):
    if i % 2 == 0:
        total += i
print(total)

# راه حل 2 (بهینه‌تر):
total = 0
for i in range(2, 101, 2):
    total += i
print(total)

# نمونه ورودی: 4
# خروجی:
# 1
# 1 2
# 1 2 3
# 1 2 3 4

# راه حل:
n = int(input("enter a number: "))
for i in range(1, n + 1):
    for j in range(1, i + 1):
        print(j, end=" ")
    print()  # خط بعدی

# نمونه ورودی: Hello World
# خروجی:
# uppercase: 2
# lowercase: 8

# راه حل:
text = input("enter text: ")
upper_count = 0
lower_count = 0
for char in text:
    if char.isupper():
        upper_count += 1
    elif char.islower():
        lower_count += 1
print(f"uppercase: {upper_count}")
print(f"lowercase: {lower_count}")

# نمونه ورودی:
# how many numbers? 4
# enter number 1: 10
# enter number 2: 20
# enter number 3: 30
# enter number 4: 40
# خروجی: average: 25.0

# راه حل:
count = int(input("how many numbers? "))
total = 0
for i in range(count):
    num = float(input(f"enter number {i+1}: "))
    total += num
average = total / count
print(f"average: {average}")

# نمونه ورودی: 12
# خروجی: 1 2 3 4 6 12

# راه حل:
n = int(input("enter a number: "))
print("divisors:", end=" ")
for i in range(1, n + 1):
    if n % i == 0:
        print(i, end=" ")