Bucles

Un bucle te permite ejecutar un bloque de código, el cuerpo del bucle, varias veces seguidas. Python distingue entre dos tipos de bucles: el bucle while como una estructura de bucle simple y el bucle for para trabajar con tipos de datos más complejos.

El bucle while

Ya usamos el bucle while en el juego de adivinar números. Se utiliza para ejecutar un bloque de código siempre que se cumpla una determinada condición. En nuestro primer programa, se usó un bucle while para leer un nuevo número del jugador hasta que el número ingresado coincidiera con el número que estábamos buscando.

Básicamente, un bucle while consta de un encabezado de bucle que contiene la condición y un cuerpo de bucle correspondiente al bloque de código que se ejecutará (ten en cuenta que el bucle se ejecutará mientras se cumpla la condición, no hasta que se cumpla):

while Condición:
    Declaración
    ...
    Declaración

El siguiente ejemplo es una variante algo abreviada del juego de adivinar números y pretende ilustrar el uso del bucle while:

secret = 1337
attempt = -1
while attempt != secret:
    attempt = int(input("Adivina: "))
print("¡Lo hiciste!")

La palabra clave while introduce el encabezado del bucle, seguido de la condición deseada y dos puntos. En las líneas siguientes, sigue el cuerpo del bucle, sangrado un paso a la derecha. Allí, el usuario lee un número y le da el valor a attempt. Este proceso se ejecuta hasta que se cumpla la condición mencionada en el encabezado del bucle, es decir, hasta que la entrada (attempt) del usuario coincida con el número secreto (secret).

Terminación de un bucle

Debido a que la variante del juego de adivinanzas de números presentada en la sección anterior no proporciona ninguna pista sobre el número que se busca, un juego puede llevar bastante tiempo en finalizar. Por lo tanto, en esta sección queremos permitir al usuario cancelar prematuramente el juego ingresando 0. Esto se puede lograr modificando la condición del bucle a lo siguiente:

attempt != secret and attempt != 0

Esta es una solución aceptable en este caso, pero si la condición del bucle es compleja en sí misma y se le agregan varias condiciones de terminación, la legibilidad del código fuente se verá afectada significativamente. Una solución alternativa la proporciona la palabra clave break, que se puede colocar en cualquier parte del cuerpo del bucle y rompe el bucle:

secret = 1337
attempt = -1
while attempt != secret:
    attempt = int(input("Adivina: "))
    if attempt == 0:
        print("El juego terminó.")
        break
print("¡Lo hiciste!")

Inmediatamente después de la entrada del usuario, se utiliza una instrucción if para comprobar si la entrada es 0. Si este es el caso, se emite el mensaje correspondiente y el bucle while finaliza mediante la instrucción break.

Detectar una ruptura de bucle

En la sección anterior, al usuario se le dio la opción de finalizar el juego de adivinanzas de números prematuramente ingresando 0. Desafortunadamente, se muestra el mensaje de éxito, que supuestamente indica al jugador que ha adivinado el número buscado,en todos los casos una vez finalizado el bucle, incluso después de que el usuario haya cancelado el juego:

Adivina: 10
Adivina: 20
Adivina: 30
Adivina: 0
El juego terminó.
¡Lo hiciste!

Entonces, en este punto, estamos buscando una manera de saber si el ciclo terminó debido a la condición del ciclo o debido a una declaración break. Para este propósito, de manera similar a una declaración if, un bucle while puede extenderse mediante una rama else. El bloque de código que pertenece a esta rama se ejecuta exactamente una vez: cuando el bucle se ha procesado por completo, es decir, cuando la condición devuelve False por primera vez. En particular, la rama else no se ejecuta si el bucle finalizó prematuramente mediante una instrucción break:

while Condición:
    Declaración
    ...
    Declaración
else:
    Declaración
    ...
    Declaración

Veamos un ejemplo concreto:

secret = 1337
attempt = -1
while attempt != secret:
    attempt = int(input("Adivina: "))
    if attempt == 0:
        print("El juego terminó.")
        break
else:
    print("¡Lo hiciste!")

Desde el punto de vista del usuario, esto significa que el mensaje de éxito se muestra cuando se ha adivinado el número correcto:

Adivina: 10
Adivina: 1337
¡Lo hiciste!

Por el contrario, si el usuario ingresa 0 para cancelar el juego, la rama else no se ejecutará y, por lo tanto, no se mostrará ningún mensaje de éxito:

Adivina: 10
Adivina: 0
El juego terminó.

Saltarse la iteración actual

Ya hemos presentado una forma de influir en el flujo de un bucle mediante break. Una segunda opción la proporciona la instrucción continue que, a diferencia de break, no finaliza todo el ciclo sino solo la iteración actual. Para ilustrar esto, consideremos el siguiente ejemplo, que hasta ahora no utiliza una declaración continue:

while True:
    number = int(input("Ingresa un número: "))
    result = 1
    while number > 0:
        result = result * number
        number = number - 1
    print("Resultado: ", result)

En un bucle infinito, es decir, un bucle while cuya condición se cumple en todas las circunstancias, se lee un número y la variable result se inicializa con el valor 1. En un bucle while posterior, result se multiplica por number hasta que la condición number > 0 se cumple. Además, en cada pasada del bucle interno, el valor de number disminuye en 1.

Una vez pasado el bucle interno, se genera la variable result.

Probablemente ya habrás notado que el programa anterior calcula el factorial del número ingresado:

Ingresa un número: 4
Resultado:  24
Ingresa un número: 5
Resultado:  120
Ingresa un número: 6
Resultado:  720

Sin embargo, el código anterior también permite la siguiente entrada:

Ingresa un número: -10
Resultado:  1

Al ingresar un número negativo, la condición del bucle interno es False desde el principio, por lo que el bucle no se ejecutará en absoluto. Por esta razón, el valor del resultado se genera inmediatamente, que en este caso es 1.

Esto no es lo que cabría esperar en este caso. Un número negativo es una entrada no válida. Idealmente, el programa debería cancelar el cálculo cuando se ingresa un número no válido y no mostrar ningún resultado.

Este comportamiento se puede implementar mediante una declaración continue:

while True:
    number = int(input("Ingresa un número: "))
    if number < 0:
        print("No se permiten números negativos.")
        continue
    result = 1
    while number > 0:
        result = result * number
        number = number - 1
    print("Resultado: ", result)

Inmediatamente después de leer la entrada del usuario, una declaración if verifica si es un número negativo. Si es así, se genera el mensaje de error correspondiente y se cancela la iteración actual. Esto significa que el programa salta inmediatamente a la siguiente iteración, es decir, se verifica la condición del bucle y luego el usuario ingresa el siguiente número.

Desde el punto de vista del usuario, esto significa que después de ingresar un número negativo, no se genera ningún resultado sino un mensaje de error y se le solicita al usuario que ingrese el siguiente número:

Ingresa un número: 4
Resultado:  24
Ingresa un número: 5
Resultado:  120
Ingresa un número: -10
No se permiten números negativos.
Ingresa un número: -100
No se permiten números negativos.
Ingresa un número: 6
Resultado:  720

En retrospectiva, queremos explicar aquí una vez más la diferencia entre break y continue. Mientras que break finaliza el ciclo por completo, continue solo finaliza la iteración actual, el bucle en sí continúa ejecutándose:

while Condición:
    ...
    if Condición:
        continue # Volver a la condición while:
    ...
    if Condición:
        break # Saltar a la primera declaración después del bucle
    ...
# Primera declaración después del bucle
...

El bucle for

Además del bucle while descrito en la sección anterior, hay otro bucle disponible en Python: el bucle for. Se utiliza un bucle for para pasar a través de un objeto iterable. Para este propósito, se escribe la palabra clave for, seguida de un identificador, la palabra clave in y el objeto iterable. Luego sigue el cuerpo del bucle, que tiene una sangría un nivel a la derecha:

for variable in object: 
    Declaración
    ...
    Declaración

Se puede acceder al elemento actual del objeto iterable en el cuerpo del bucle a través del identificador seleccionado. Específicamente, un bucle for puede iterar listas o cadenas, por ejemplo:

>>> for x in [1,2,3]:
... print(x)
...
1
2
3
>>> for c in "Python":
... print(c)
...
P
y
t
h
o
n

En el transcurso de este curso, conocerás algunos tipos de datos más que se pueden recorrer de esta manera utilizando un bucle for.

Nota

El bucle for tal como existe en Python no es una contraparte de la construcción de bucle del mismo nombre en C o Java. Es comparable al bucle foreach en PHP o Perl o al bucle for basado en rangos en C++.

Las palabras clave break y continue discutidas en relación con el ciclo while para cancelar un ciclo completo o una sola iteración también se pueden usar con el bucle for y tienen el mismo significado. Además, un bucle for puede tener una rama else similar al bucle while, que se ejecuta exactamente cuando el bucle se ha ejecutado por completo y no ha finalizado prematuramente mediante una interrupción:

for variable in object:
    Declaración
    ...
    Declaración
else: 
    Declaración
    ...
    Declaración

El bucle for como bucle de conteo

En relación con el bucle for, la función incorporada range es de particular interés. Crea un objeto iterable que produce todos los números enteros en un rango determinado:

range(stop)
range(start, stop)
range(start, stop, step)

El marcador de posición start representa el número con el que comenzar. El bucle finaliza en cuanto se alcanza el número stop. Debes saber que el contador de bucle nunca llega a el valor stop, ya que este valor es excluyente y el contador siempre permanece por debajo. En cada iteración, el contador del bucle se incrementa en la cantidad de unidades especificada en step. Tanto start como stop, así como step, deben ser números enteros. Una vez que se han especificado todos los valores, el bucle for se ve así:

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

La variable de conteo i ahora comienza con el valor 1, el bucle se ejecuta siempre que i sea menor que 10, y en cada iteración i se incrementa en 2. Por lo tanto, el bucle genera los valores 1, 3, 5, 7 y 9 en la pantalla.

1
3
5
7
9

Un bucle for no solo se puede utilizar en dirección positiva, también es posible realizar una cuenta regresiva:

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

En este caso, i se establece en el valor 10 al comienzo del ciclo y se reduce en 2 en cada pasada. El bucle se ejecuta siempre que i sea mayor que 1 y genera los valores 10, 8, 6, 4 y 2 en la pantalla.

Esto hace que el bucle for sea una forma ideal de revisar el ejemplo de la última sección para calcular el factorial de un número. También es un ejemplo de cómo los bucles while y for se pueden anidar entre sí:

while True:
    number = int(input("Ingresa un número: "))
    if number < 0:
        print("No se permiten números negativos.")
        continue
    result = 1
    for i in range(2, number + 1):
        result = result * i
    print("Resultado: ", result)

Después de que el usuario realiza una entrada y verifica su signo, se inicia un bucle for. El contador i del bucle comienza con el valor 2. El bucle se ejecuta siempre que i sea menor que number + 1, por tanto, el valor más alto posible de i es un number. En cada iteración, la variable result se multiplica por i.