파이썬[7일차]

정지범·2024년 12월 17일

python while 문 무한 루프

python

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참고

참고 자료는 점프 투 파이썬으로 선택했습니다.
※스스로를 위해 정리한 참고 자료입니다.

while 문

문장을 반복해서 수행해야 할 경우 while 문을 사용한다. 그래서 while문을 '반복문'이라고도 부른다.

while 문의 기본구조

다음은 while 문의 기본 구조이다.
while 조건문:
	수행할_문장1
    수행할_문장2
    수행할_문장3
    ...
while 문은 조건문이 참인 동안 while 문에 속한 문장들이 반복해서 수행된다.

‘열 번 찍어 안 넘어가는 나무 없다’라는 속담을 파이썬 프로그램으로 만들면 다음과 같다.
>> treeHit = 0
>> while treeHit < 10:
...     treeHit = treeHit +1
...     print("나무를 %d번 찍었습니다." % treeHit)
...     if treeHit == 10:
...         print("나무 넘어갑니다.")
...
나무를 1번 찍었습니다.
나무를 2번 찍었습니다.
나무를 3번 찍었습니다.
나무를 4번 찍었습니다.
나무를 5번 찍었습니다.
나무를 6번 찍었습니다.
나무를 7번 찍었습니다.
나무를 8번 찍었습니다.
나무를 9번 찍었습니다.
나무를 10번 찍었습니다.
나무 넘어갑니다.
위 예에서 while 문의 조건문은 $treeHit<10$ 이다.

즉, treeHit가 10보다 작은 동안 while 문에 포함된 문장들을 계속 수행한다.

while 문 안의 문장을 보면 가장 먼저 treeHit = treeHit + 1로 treeHit 값이 계속 1씩 증가한다는 것을 알 수 있다.

그리고 나무를 treeHit번만큼 찍었다는 것을 알리는 문장을 출력하고 treeHit가 10이 되면 "나무 넘어갑니다."라는 문장을 출력한다.

그러고 나면 $treeHit < 10$ 조건문이 거짓이 되므로 while 문을 빠져나가게 된다.

treeHit = treeHit + 1은 프로그래밍을 할 때 매우 자주 사용하는 기법이다.
treeHit 값을 1만큼씩 증가시킬 목적으로 사용하며 treeHit += 1처럼 작성해도 된다.

while 문 만들기

ㅇ 이번에는 여러 가지 선택지 중 하나를 선택해서 입력받는 예제를 만들어 보자

먼저 다음과 같이 여러 줄짜리 문자열을 만들자
>> prompt = """
... 1. Add
... 2. Del
... 3. List
... 4. Quit
...
... Enter number: """
>>
이어서 number 변수에 0을 먼저 대입한다.

이렇게 변수를 먼저 설정해 놓지 않으면 다음에 나올 while 문의 조건문인 number != 4 에서 변수가 존재하지 않는다는 오류가 발생한다.

>> number = 0
>> while number != 4:
...     print(prompt)
...     number = int(input())
...

1. Add
2. Del
3. List
4. Quit

Enter number:
while 문을 보면 number가 4가 아닌 동안 prompt를 출력하고 사용자로부터 번호를 입력받는다.

다음 결과 화면처럼 사용자가 값 4를 입력하지 않으면 계속해서 prompt를 출력한다.

여기에서 number = int(input())는 사용자의 숫자 입력을 받아들이는 것이라고만 알아 두자. int나 input 함수에 대한 내용은 뒤에 나오는 내장 함수 부분에서 자세하게 다룬다.

while 문 강제로 빠져나가기

ㅇ 다음 예는 커피 자판기 이야기를 파이썬 프로그램으로 표현해 본 것이다.

>>> coffee = 10
>>> money = 300
>>> while money:
...     print("돈을 받았으니 커피를 줍니다.")
...     coffee = coffee -1
...     print("남은 커피의 양은 %d개입니다." % coffee)
...     if coffee == 0:
...         print("커피가 다 떨어졌습니다. 판매를 중지합니다.")
...         break
...

money가 300으로 고정되어 있고 while money:에서 조건문인 money는 0이 아니기 때문에 항상 참이다.

따라서 무한히 반복되는 무한 루프를 돌게 된다.

그리고 while 문의 내용을 한 번 수행할 때마다 coffee = coffee - 1에 의해 coffee의 개수가 1개씩 줄어든다.

만약 coffee가 0이 되면 if coffee == 0: 문장에서 coffee == 0이 참이 되므로 if 문 다음 문장 "커피가 다 떨어졌습니다. 판매를 중지합니다."가 출력되고 break 문이 호출되어 while 문을 빠져나가게 된다.

하지만 실제 자판기는 위 예처럼 작동하지는 않을 것이다.

다음은 자판기의 실제 작동 과정과 비슷하게 만들어 본 예이다.

다음 예는 조금 복잡하므로 대화형 인터프리터를 사용하지 말고 IDLE 에디터를 사용해서 작성해 보자.

# coffee.py
coffee = 10
while True:
    money = int(input("돈을 넣어 주세요: "))
    if money == 300:
        print("커피를 줍니다.")
        coffee = coffee -1
    elif money > 300:
        print("거스름돈 %d를 주고 커피를 줍니다." % (money -300))
        coffee = coffee -1
    else:
        print("돈을 다시 돌려주고 커피를 주지 않습니다.")
        print("남은 커피의 양은 %d개 입니다." % coffee)
    if coffee == 0:
        print("커피가 다 떨어졌습니다. 판매를 중지 합니다.")
        break

이제 coffee.py 파일을 저장한 후 명령 프롬프트 창을 열어 프로그램을 직접 실행해 보자.

다음과 같은 입력란이 나타난다.
C:\doit>python coffee.py
돈을 넣어 주세요:
입력란에 여러 숫자를 입력해 보면서 결과를 확인하자.
돈을 넣어 주세요: 500
거스름돈 200를 주고 커피를 줍니다.
돈을 넣어 주세요: 300
커피를 줍니다.
돈을 넣어 주세요: 100
돈을 다시 돌려주고 커피를 주지 않습니다.
남은 커피의 양은 8개입니다.
돈을 넣어 주세요:

while 문의 맨 처음으로 돌아가기

while 문 안의 문장을 수행할 때 입력 조건을 검사해서 조건에 맞지 않으면 while 문을 빠져나간다.

그런데 프로그래밍을 하다 보면 while 문을 빠져나가지 않고 while 문의 맨 처음(조건문)으로 다시 돌아가게 만들고 싶은 경우가 생기게 된다.

이때 사용하는 것이 바로 continue 문이다.

1부터 10까지의 숫자 중에서 홀수만 출력하는 것을 while 문을 사용해서 작성한다고 생각해 보자. 어떤 방법이 좋을까?
>> a = 0
>> while a < 10:
...		a = a + 1
...		if a % 2 == 0: continue
... 	print(a)
...
1
3
5
7
9
위는 1부터 10까지의 숫자 중 홀수만 출력하는 예이다.

a가 10보다 작은 동안 a는 1만큼씩 계속 증가한다.

a % 2 == 0(a를 2로 나누었을 때 나머지가 0인 경우)이 참이 되는 경우는 a가 짝수일 때이다.

즉, a가 짝수이면 continue 문을 수행한다.

이 continue 문은 while 문의 맨 처음인 조건문(a < 10)으로 돌아가게 하는 명령어이다.

따라서 위 예에서 a가 짝수이면 print(a) 문장은 수행되지 않을 것이다.

무한 루프

이번에는 무한 루프(endless loop)에 대해 알아보자. 무한 루프란 무한히 반복한다는 의미이다. 우리가 사용하는 일반 프로그램 중에서 무한 루프 개념을 사용하지 않는 프로그램은 거의 없다. 그만큼 자주 사용한다는 뜻이다.

파이썬에서 무한 루프는 while 문으로 구현할 수 있다. 다음은 무한 루프의 기본 형태이다.

while True: 
    수행할_문장1 
    수행할_문장2
    ...

while 문의 조건문이 True이므로 항상 참이 된다. 따라서 while 문 안에 있는 문장들은 무한히 수행될 것이다.
다음은 무한 루프의 예이다.

>>> while True:
...     print("Ctrl+C를 눌러야 while문을 빠져나갈 수 있습니다.")
...
Ctrl+C를 눌러야 while문을 빠져나갈 수 있습니다.
Ctrl+C를 눌러야 while문을 빠져나갈 수 있습니다.
Ctrl+C를 눌러야 while문을 빠져나갈 수 있습니다.
....