프로그램의 구조를 쌓는다! 제어문 5 - while 문 1 : 기본 내용 학습하기

이제 while 문에 대해서 공부해볼 것이다. 벌써 4교시가 되어 아침 공부할 시간이 1시간밖에 없지만 오늘부터 3일 동안은 점심에 집에 가지 않고 계속해서 나만의 공부방에서 공부를 할 생각이다. 

문장을 반복해서 수행해야 할 경우 while 문을 사용한다. 그래서 while문을 반복문이라고도 부른다. 이 부분은 자바와 C 언어 계열의 프로그래밍에서 벌써 5번째 공부하고 있으니 파이썬에서의 특징을 간단히 살펴보면 될 것 같다.

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while 문의 기본 구조

 

 

 

 

 

 

 

while 문은 조건문이 참인 동안 while 문에 속한 문장들이 반복해서 수행된다. 열 번 찍어 안 넘어가는 속담을 파이썬 프로그램으로 만들면 다음과 같다.

 

 

 

treeHit < 10 조건문은 거짓이므로 while 문을 빠져나간다. 파이썬에서는 ++을 지원하지 않는다고 한다. 이를 표로 정리하면 다음과 같다.

 

treeHit	조건 판단	수행하는 문장	설명(while문 동작)
0	treeHit < 10 (True)	treeHit = treeHit + 1	treeHit가 1로 증가한다.
1	treeHit < 10 (True)	print("나무를 %d번 찍었습니다." % treeHit)	"나무를 1번 찍었습니다."가 출력된다.
1	treeHit == 10 (False)	(아무 작업 없음)	나무를 찍은 횟수가 10이 아니므로 다음 반복으로 이동한다.
2	treeHit < 10 (True)	treeHit = treeHit + 1	treeHit가 2로 증가한다.
2	treeHit < 10 (True)	print("나무를 %d번 찍었습니다." % treeHit)	"나무를 2번 찍었습니다."가 출력된다.
2	treeHit == 10 (False)	(아무 작업 없음)	나무를 찍은 횟수가 10이 아니므로 다음 반복으로 이동한다.
3	treeHit < 10 (True)	treeHit = treeHit + 1	treeHit가 3으로 증가한다.
3	treeHit < 10 (True)	print("나무를 %d번 찍었습니다." % treeHit)	"나무를 3번 찍었습니다."가 출력된다.
3	treeHit == 10 (False)	(아무 작업 없음)	나무를 찍은 횟수가 10이 아니므로 다음 반복으로 이동한다.
...	...	...	...
9	treeHit < 10 (True)	treeHit = treeHit + 1	treeHit가 10으로 증가합니다.
10	treeHit < 10 (False)	(반복 종료)	treeHit가 10이므로 조건문을 탈출한다.
10	treeHit ==10 (True)	print("나무가 넘어갑니다.")	"나무가 넘어갑니다."가 출력된다.

 

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while 문 만들기

여러 가지 선택지 중 하나를 선택해서 입력 받는 예제를 만들어보자. 먼저 다음과 같은 문자열을 만든다.

큰따옴표를 3개 쓰면 문장이 내려가도 그 부분을 모두 하나로 처리한다.

 

 

4를 입력하기 전까지는 계속 while 문이 반복된다.

 

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whlie 문 강제로 빠져나가기

while 문을 빠져나가고 싶을 때는 break를 사용해서 빠져나올 수 있다.

 

 

 

이렇게 코드를 작성했는데 비주얼 코드에서는 모를까 주피터 노트북에서는 실행이 되지 않았다. 그 이유는 while money: 조건문이 무한 루프에 빠질 수 있기 때문이다.

 

문제 분석

코드의 주요 문제는 while money: 조건이 항상 True이기 때문에 무한 루프에 빠질 수 있다는 점이다. 파이썬에서 숫자형 변수는 0이 아닌 경우 True로 평가되므로, money가 0이 아닌 한 while 루프는 계속 반복된다.

 

문제점

1. 무한 루프
   • money 변수는 변경되지 않으므로 항상 300이다. 따라서 while money:는 계속해서 True로 평가되어 무한 루프에 빠진다.
2. 사용자 입력 없음
   • 자판기의 돈 투입과 커피 감소 등의 로직이 전혀 변경되지 않는 상태에서 반복되기 때문에 실제 자판기의 동작과는 다르다.

해결 방법

1. 사용자 입력을 통해 돈을 감소시키거나 종료하도록 수정
   • input() 함수를 사용하여 사용자가 돈을 투입하도록 하고, 돈이 충분하지 않으면 루프를 종료하는 방식으로 코드를 수정할 수 있다.
2. 조건을 적절히 설정하여 루프를 빠져나오도록 설정
   • money 변수를 0으로 설정하거나, 반복문이 돈이 있을 때와 커피가 있을 때만 실행되도록 조건을 설정한다.

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코드 수정해보기

 

 

하지만 커피가 얼마 남았는지도 모르고 계속 해서 돈을 넣으라는 루프가 반복되어 정말 불편하다. 이 코드를 다음과 같이 수정해보았다.

 

 

파이썬 프로그램으로 하니 잘만 실행되었다. 이제 실제 자판기처럼 만들어보기로 하자.

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코드 최종 수정하기

 

처음에는 커피의 남은 양이 else 구문에서만 실행되어 돈이 300원보다 더 적을 때만 커피의 양을 계산했다. 이번에는 구문 밖으로 빠져나와 커피를 준 다음에 계속 실행이 되도록 바꾸었다. 커피도 10개에서 5개로 줄여보았다.

 

 

 

 

 

 

 

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while 문의 맨 처음으로 돌아가기

 

 

while 문을 빠져나가지 않고 while 문의 맨 처음(조건문)으로 다시 돌아가게 만들고 싶은 경우가 생긴다. 이때 사용하는 것이 continue 문이다.

 

 

 

a가 짝수일 때는 앞의 조건문으로 돌아가고 홀수일 때만 출력이 되는 코드이다.

 

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무한 루프

무한 루프란 무한히 반복한다는 의미이다. 파이썬에서 무한 루프는 while 문으로 구현할 수 있다.

while 문의 조건문이 True 이므로 항상 참이 된다. 따라서 while 문 안에 있는 문장들은 무한히 수행될 것이다.

 

 

 

주피터 노트북에서는 무한 루프를 실행할 수 없었다. 비주얼 코드에서 실행을 했는데 갑자기 노트북의 소리가 커지면서 과부하가 걸릴 것 같아서 껐다.

 

 

 

주피터 노트북으로 할 때는 절대로 실습할 수 없는 문제였으나 파이썬으로 하니 잘 된다.

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학습을 마치고

오늘 4시와 점심시간에 30분을 이용해 while 문 학습을 진행했다. 책에 있는 내용만 하는데도 하나하나 예제를 풀어보니 시간이 많이 걸렸다. 이제 수업 영상을 들으면서 while 문 관련 문제들을 더 많이 풀어보려고 한다.