شرط و حلقه

توی این درس یاد می‌گیری برنامه را تصمیم‌گیر و تکرارکننده کنی. با if، elif و else بسته به شرایط کار متفاوتی می‌کنی، و می‌فهمی چرا در پایتون دونقطه (:) و تورفتگی (فاصله‌ی ابتدای خط) این‌قدر مهم‌اند. با حلقه‌ی for کاری را چند بار یا روی هر حرف یک متن انجام می‌دهی، با while تا وقتی شرطی برقرار است ادامه می‌دهی، و با break و continue حلقه را کنترل می‌کنی. در آخر یک بازی «حدس عدد» می‌سازی.

مسئله: برنامه‌ای که همیشه یک کار می‌کند

برنامه‌های دو درس قبل از بالا به پایین اجرا می‌شدند و همیشه یک کار می‌کردند. ولی برنامه‌ی واقعی باید تصمیم بگیرد («اگر رمز درست بود وارد شو، وگرنه خطا بده») و تکرار کند («برای هر فایل در این پوشه…»، «تا وقتی کاربر q نزده…»). این دو ابزار، یعنی شرط و حلقه، تقریباً در هر برنامه‌ای هستند.

سناریوی واقعی

فرض کن توی یک شرکت، باید هر شب فضای دیسک ۴۰ سرور را بررسی کنی و اگر جایی بیشتر از ۹۰٪ پر بود، هشدار بدهی. بدون حلقه یعنی ۴۰ بار همان کد را کپی کنی؛ بدون شرط یعنی برای هر ۴۰ سرور گزارش بفرستی، حتی آن‌هایی که مشکلی ندارند. با یک for روی سرورها و یک if روی درصد، کل کار پنج خط می‌شود.

تشبیه: چراغ راهنمایی و دور زدن پیست

شرط مثل چراغ راهنمایی است: اگر سبز بود برو، اگر زرد بود آهسته کن، وگرنه بایست. فقط یکی از این کارها انجام می‌شود. حلقه مثل دور زدن پیست است: for یعنی «دقیقاً ده دور بزن» (تعداد از قبل معلوم است) و while یعنی «تا وقتی بنزین داری دور بزن» (تعداد از قبل معلوم نیست).

if شرط را می‌سنجد؛ اگر درست بود بلوک تورفته اجرا می‌شود، وگرنه سراغ elif بعدی یا else می‌رود. فقط یکی از شاخه‌ها اجرا می‌شود.

مثال‌های عملی

مثال ۱: اولین if

license.py

age = int(input("سن: "))
if age >= 18:
    print("می‌توانی گواهینامه بگیری.")
    print("مبارک باشد!")
print("پایان برنامه")

صفحه (جواب: 20)

سن: 20
می‌توانی گواهینامه بگیری.
مبارک باشد!
پایان برنامه

صفحه (جواب: 15)

سن: 15
پایان برنامه

سه چیز را با دقت ببین:

1. بعد از شرط یک دونقطه (:) آمده.
2. خط‌هایی که «مال» if هستند چهار فاصله جلوتر شروع شده‌اند. به این تورفتگی (indentation) می‌گویند و به این خط‌ها یک بلوک.
3. print("پایان برنامه") دوباره از ستون اول شروع شده، پس دیگر جزو if نیست و همیشه اجرا می‌شود.

در خیلی از زبان‌ها بلوک را با { } مشخص می‌کنند؛ در پایتون فقط با تورفتگی. برای همین فاصله‌ی ابتدای خط در پایتون معنی دارد. nano با زدن Tab چهار فاصله نمی‌گذارد؛ خودت چهار بار Space بزن (یا در درس‌های بعد یک ویرایشگر کد مثل VS Code بگیر که خودش این کار را می‌کند).

مثال ۲: چند شاخه، elif و else

grade.py

score = int(input("نمره (۰ تا ۲۰): "))
if score >= 17:
    print("عالی")
elif score >= 12:
    print("قبول")
elif score >= 10:
    print("قبول، ولی با زحمت")
else:
    print("مردود")

خروجی (چهار اجرا با 18، 13، 10 و 4)

نمره (۰ تا ۲۰): 18
عالی
نمره (۰ تا ۲۰): 13
قبول
نمره (۰ تا ۲۰): 10
قبول، ولی با زحمت
نمره (۰ تا ۲۰): 4
مردود

پایتون شرط‌ها را به ترتیب می‌سنجد و اولین شرط درست را اجرا می‌کند، بعد بقیه را رد می‌کند. برای همین با ۱۸ فقط «عالی» چاپ شد، با اینکه ۱۸ از ۱۲ و ۱۰ هم بزرگ‌تر است. else (اختیاری) یعنی «اگر هیچ‌کدام درست نبود». ترتیب مهم است: اگر score >= 10 را اول می‌نوشتی، ۱۸ هم «قبول، ولی با زحمت» می‌شد.

⚡ بررسی سریع

در یک if/elif/else با نمره‌ی ۱۸، چند شاخه اجرا می‌شود؟

همه‌ی شاخه‌هایی که شرطشان درست استفقط اولین شاخه‌ای که شرطش درست استفقط elseهیچ‌کدام

مثال ۳: حلقه‌ی for با range

for یک بلوک را برای هر عضو از یک دنباله اجرا می‌کند. range(n) دنباله‌ی عددهای 0 تا n-1 است:

loop.py

for i in range(5):
    print("دور", i)
print("---")
for i in range(1, 11, 3):
    print(i)
print("---")
for ch in "سلام":
    print(ch)

خروجی

دور 0
دور 1
دور 2
دور 3
دور 4
---
1
4
7
10
---
س
ل
ا
م

شکل	عددها
range(5)	0، 1، 2، 3، 4 (پنج عدد، از صفر، بدون خود ۵)
range(1, 6)	1 تا 5 (شروع تا قبل از پایان)
range(1, 11, 3)	1، 4، 7، 10 (قدم ۳)
range(10, 0, -1)	10 تا 1 (رو به عقب)

for روی هر دنباله‌ای کار می‌کند: روی متن، هر بار یک حرف؛ و در درس بعد روی لیست، هر بار یک عضو. اسم متغیر (i، ch) را خودت انتخاب می‌کنی.

مثال ۴: جمع کردن در حلقه

الگوی بسیار رایج: یک متغیر را قبل از حلقه صفر کن و داخل حلقه به آن اضافه کن:

sum.py

total = 0
for n in range(1, 101):
    total += n
print("جمع ۱ تا ۱۰۰:", total)

evens = 0
for n in range(1, 21):
    if n % 2 == 0:
        evens += 1
print("تعداد زوج‌ها در ۱ تا ۲۰:", evens)

خروجی

جمع ۱ تا ۱۰۰: 5050
تعداد زوج‌ها در ۱ تا ۲۰: 10

دومی یک if داخل یک for است، پس تورفتگی‌اش دو برابر (هشت فاصله) است. هر سطح تو در تو، چهار فاصله‌ی بیشتر.

مثال ۵: حلقه‌ی while

while تا وقتی شرطش درست است تکرار می‌کند:

countdown.py

count = 3
while count > 0:
    print(f"{count}...")
    count -= 1
print("پرتاب!")

خروجی

3...
2...
1...
پرتاب!

در هر دور، count یکی کم می‌شود؛ وقتی به صفر رسید، شرط count > 0 غلط می‌شود و حلقه تمام می‌شود. همیشه مطمئن شو چیزی داخل حلقه شرط را بالاخره غلط می‌کند (مثال ۸).

for وقتی است که می‌دانی روی چه چیزی یا چند بار تکرار کنی؛ while وقتی که فقط شرط توقف را می‌دانی.

مثال ۶: break و continue

control.py

for n in range(1, 10):
    if n == 3:
        continue
    if n == 6:
        break
    print(n)

خروجی

1
2
4
5

• continue: بقیه‌ی همین دور را رها کن و برو دور بعد (۳ چاپ نشد).
• break: کل حلقه را همین‌جا تمام کن (به ۶ که رسید، حلقه تمام شد و ۶ تا ۹ چاپ نشدند).

مثال ۷: بازی حدس عدد

همه‌ی این‌ها با هم. import random یک ماژول آماده را می‌آورد (درس «خطا و ماژول») و random.randint(1, 10) یک عدد تصادفی بین ۱ و ۱۰ می‌دهد:

guess.py

import random
secret = random.randint(1, 10)
tries = 0
while True:
    guess = int(input("حدس بزن (۱ تا ۱۰): "))
    tries += 1
    if guess < secret:
        print("بزرگ‌تر")
    elif guess > secret:
        print("کوچک‌تر")
    else:
        print(f"درست بود! با {tries} حدس.")
        break

صفحه (عدد مخفی این بار ۷ بود)

حدس بزن (۱ تا ۱۰): 5
بزرگ‌تر
حدس بزن (۱ تا ۱۰): 9
کوچک‌تر
حدس بزن (۱ تا ۱۰): 7
درست بود! با 3 حدس.

while True یعنی «برای همیشه»؛ تنها راه خروج break است که فقط با حدس درست اجرا می‌شود. این الگو («تا وقتی کاربر کار درست را نکرده، دوباره بپرس») خیلی رایج است.

مثال ۸: حلقه‌ی بی‌پایان و Ctrl+C

این برنامه یادش رفته n را زیاد کند:

forever.py

n = 1
while n < 5:
    print(n)

n همیشه ۱ است، پس شرط همیشه درست است و برنامه تا ابد 1 چاپ می‌کند. با Ctrl+C متوقفش کن:

صفحه (بعد از Ctrl+C)

1
1
1
^CTraceback (most recent call last):
  File "/home/ali/py/forever.py", line 3, in <module>
    print(n)
KeyboardInterrupt

KeyboardInterrupt خطا نیست؛ یعنی «کاربر با کیبورد قطعش کرد». راه‌حل: داخل حلقه n += 1 بگذار.

پشت پرده: شرط فقط True یا False می‌خواهد

if و while در واقع فقط یک سؤال می‌پرسند: «این عبارت True است یا False؟». مقایسه‌ها (age >= 18) مستقیم True/False می‌دهند، ولی هر مقدار دیگری هم کار می‌کند: پایتون آن را مثل bool() (درس قبل) تبدیل می‌کند. پس if name: یعنی «اگر متن خالی نیست» و if count: یعنی «اگر صفر نیست». و for در پشت صحنه از دنباله می‌خواهد «عضو بعدی را بده» تا وقتی دنباله بگوید «تمام شد»؛ برای همین روی متن، لیست، range و (در درس فایل‌ها) روی خط‌های یک فایل یکسان کار می‌کند.

جدول‌های مرجع

ساختار	شکل
شرط ساده	if شرط: + بلوک تورفته
چند شاخه	if ...: / elif ...: / else:
حلقه روی دنباله	for x in دنباله:
حلقه‌ی عددی	for i in range(شروع, پایان, قدم):
حلقه‌ی شرطی	while شرط:
خروج از حلقه	break
رفتن به دور بعد	continue

خطا	معنی
SyntaxError: expected ':'	دونقطه‌ی آخر if/for/while جا افتاده
IndentationError: expected an indented block	بعد از : خط تورفته نیامده
IndentationError: unexpected indent	تورفتگی بی‌دلیل
KeyboardInterrupt	کاربر Ctrl+C زد

اشتباهات رایج

۱) جا انداختن دونقطه

bad.py

age = 20
if age > 18
    print("بزرگسال")

خروجی

  File "/home/ali/py/bad.py", line 2
    if age > 18
               ^
SyntaxError: expected ':'

۲) جا انداختن تورفتگی

bad2.py

age = 20
if age > 18:
print("بزرگسال")

خروجی

  File "/home/ali/py/bad2.py", line 3
    print("بزرگسال")
    ^
IndentationError: expected an indented block after 'if' statement on line 2

پایتون صریحاً می‌گوید بعد از if خط ۲ منتظر یک بلوک تورفته بوده. راه‌حل: چهار فاصله.

۳) قاطی کردن Tab و Space

اگر بعضی خط‌ها را با Tab و بعضی را با Space تو ببری، ممکن است در ویرایشگر یکی به نظر برسند ولی پایتون TabError بدهد. راه‌حل: همیشه چهار Space.

۴) ترتیب اشتباه elifها

شرط کلی‌تر (score >= 10) قبل از شرط خاص‌تر (score >= 17) یعنی شرط خاص هیچ‌وقت اجرا نمی‌شود. راه‌حل: از سخت‌گیرانه‌ترین شرط شروع کن.

۵) حلقه‌ی while که هیچ‌وقت تمام نمی‌شود

مثال ۸. راه‌حل: قبل از نوشتن while از خودت بپرس «چه چیزی داخل حلقه شرط را غلط می‌کند؟». و یادت باشد Ctrl+C همیشه راه فرار است.

۶) فراموش کردن اینکه range(1, 10) خود ۱۰ را ندارد

راه‌حل: برای ۱ تا ۱۰ بنویس range(1, 11).

تمرین

تمرینآسان

برنامه‌ای بنویس که یک عدد بگیرد و بگوید زوج است یا فرد. (راهنما: % در درس قبل.)

دیدن جواب

even.py

n = int(input("یک عدد: "))
if n % 2 == 0:
    print(f"{n} زوج است")
else:
    print(f"{n} فرد است")

صفحه (جواب: 7)

یک عدد: 7
7 فرد است

تمرینمتوسط

تمرین اصلی (FizzBuzz، سؤال مصاحبه‌ی معروف): برای عددهای ۱ تا ۱۵، اگر عدد بر ۳ و ۵ هر دو بخش‌پذیر بود FizzBuzz، اگر فقط بر ۳ Fizz، اگر فقط بر ۵ Buzz، وگرنه خود عدد را چاپ کن.

دیدن جواب

fizz.py

for n in range(1, 16):
    if n % 15 == 0:
        print("FizzBuzz")
    elif n % 3 == 0:
        print("Fizz")
    elif n % 5 == 0:
        print("Buzz")
    else:
        print(n)

خروجی (در یک خط نوشته شده)

1 2 Fizz 4 Buzz Fizz 7 8 Fizz Buzz 11 Fizz 13 14 FizzBuzz

نکته‌ی کلیدی ترتیب است: اگر n % 3 == 0 را اول می‌گذاشتی، ۱۵ فقط Fizz می‌شد. بخش‌پذیری بر ۳ و ۵ هر دو یعنی بخش‌پذیری بر ۱۵.

تمرینسخت

جدول ضرب ۱ تا ۳ را با دو حلقه‌ی تو در تو چاپ کن، هر سطر در یک خط. (راهنما: print(..., end=" ") به‌جای رفتن به خط بعد، دو فاصله چاپ می‌کند؛ و یک print() خالی فقط به خط بعد می‌رود.)

دیدن جواب

table.py

for i in range(1, 4):
    for j in range(1, 4):
        print(f"{i}×{j}={i*j}", end="  ")
    print()

خروجی

1×1=1  1×2=2  1×3=3
2×1=2  2×2=4  2×3=6
3×1=3  3×2=6  3×3=9

حلقه‌ی بیرونی (i) سه بار اجرا می‌شود و در هر بار، حلقه‌ی درونی (j) سه بار کامل. print() آخر داخل حلقه‌ی بیرونی ولی بیرون از درونی است (تورفتگی‌اش را ببین)، پس بعد از هر سطر یک بار اجرا می‌شود.

آزمونک

آزمونک

1. بلوک یک if در پایتون با چه چیزی مشخص می‌شود؟

   آکولاد { }تورفتگی (فاصله‌ی ابتدای خط)کلمه‌ی endنقطه‌ویرگول

2. range(2, 6) چه عددهایی می‌دهد؟

   2 تا 62، 3، 4، 53 تا 60 تا 6

3. break چه می‌کند؟

   دور بعدکل حلقه را تمام می‌کندبرنامه را می‌بنددشرط را عوض می‌کند

4. کی while بهتر از for است؟

   وقتی تعداد دور از قبل معلوم استوقتی فقط شرط توقف را می‌دانی (مثلاً تا وقتی کاربر q نزده)همیشههیچ‌وقت

5. خطای «expected an indented block» یعنی…

   دونقطه جا افتادهبعد از : خط تورفته نیامدهفایل پیدا نشدTab و Space قاطی

6. برنامه در حلقه‌ی بی‌پایان گیر کرده. چه کنی؟

   کامپیوتر را خاموش کنCtrl+CCtrl+Z و بعد فراموشش کنمنتظر بمان

جمع‌بندی

• if شرط: + بلوک تورفته؛ elif برای شاخه‌های بعدی؛ else برای «هیچ‌کدام». فقط اولین شاخه‌ی درست اجرا می‌شود.
• در پایتون دونقطه و چهار فاصله‌ی تورفتگی جزو قواعد زبان‌اند.
• for x in دنباله: روی range، متن و (بعداً) لیست و فایل؛ range(a, b) تا قبل از b.
• while شرط: تا وقتی شرط درست است؛ مطمئن شو بالاخره غلط می‌شود؛ Ctrl+C راه فرار.
• break حلقه را تمام می‌کند؛ continue دور بعد.
• الگوی «متغیر را قبل از حلقه صفر کن، داخل حلقه اضافه کن» برای جمع و شمارش.

برگه‌ی تقلب این درس

دستور	کاری که می‌کند
if x > 0:	شرط (بلوک بعدی تورفته)
elif x == 0:	شاخه‌ی بعدی
else:	هیچ‌کدام
for i in range(5):	۰ تا ۴
for ch in "متن":	هر حرف
while n < 10:	تا وقتی شرط درست است
break / continue	تمام کردن حلقه / دور بعد
while True: ... break	تکرار تا رسیدن به شرط خروج
print(x, end=" ")	چاپ بدون رفتن به خط بعد