الحلقات التكرارية (for و while)

لماذا نحتاج إلى الحلقات التكرارية؟

لنفهم أهمية التكرار في البرمجة، شاهد هذا المقطع القصير. سيوضح لك المشكلة التي تواجهنا عند محاولة تنفيذ نفس المهمة عدة مرات، ويقدم فكرة التكرار كحل.

كما رأيت، فكرة الحلقة التكرارية بسيطة: بدلاً من أن نكتب الأوامر مراراً وتكراراً، نكتبها مرة واحدة ونطلب من بايثون تكرارها على مجموعة من العناصر.

1. حلقة for: التكرار على مجموعة معروفة

النوع الأول من الحلقات هو for. نستخدمها عندما نعرف بالضبط ما هي المجموعة التي نريد أن نمر على عناصرها، مثل قائمة من الأسماء، أو حروف كلمة معينة، أو سلسلة من الأرقام. القاعدة العامة هي: استخدم for عندما تقول لنفسك "لكل عنصر في هذه المجموعة، افعل كذا".

بناء جملة for

لمعرفة كيفية كتابة حلقة for في بايثون، لنكمل مشاهدة نفس الفيديو. سيشرح لك المقطع التالي بالتفصيل كيف تعمل الحلقة خطوة بخطوة.

للتوضيح، هذا مثال على حلقة for تمر على قائمة من الألوان وتطبع كل لون:

colors = ["أحمر", "أخضر", "أزرق"]

for color in colors:
    print(color)

الناتج:

أحمر
أخضر
أزرق

في كل دورة من الحلقة، تقوم بايثون بأخذ عنصر واحد من قائمة colors، تضعه في المتغير المؤقت color، ثم تنفذ الكود الموجود داخل الحلقة (وهو print(color)).

التكرار لعدد معين من المرات باستخدام range()

في كثير من الأحيان، لا يكون لدينا قائمة جاهزة، بل نريد فقط تكرار عملية ما عددًا معينًا من المرات. هنا تأتي فائدة الدالة المدمجة range().

للحصول على شرح واضح ومفصل لكيفية استخدام range()، نقترح عليك قراءة الجزء المخصص لها في المقال التالي من أكاديمية حسوب.

باختصار:

• range(5): تولد أرقاماً من 0 إلى 4 (5 أرقام).
• range(2, 6): تولد أرقاماً من 2 إلى 5.
• range(0, 10, 2): تولد أرقاماً من 0 إلى 9، مع القفز بمقدار 2 في كل مرة (0, 2, 4, 6, 8).

مثال على استخدام range():

# طباعة "مرحباً" ثلاث مرات
for i in range(3):
    print(f"المرة رقم {i+1}: مرحباً")

الناتج:

المرة رقم 1: مرحباً
المرة رقم 2: مرحباً
المرة رقم 3: مرحباً

المتغير i هنا يأخذ القيم 0، 1، ثم 2.

2. حلقة while: التكرار طالما أن الشرط صحيح

النوع الثاني من الحلقات هو while. نستخدمها عندما لا نعرف مسبقاً عدد المرات التي سنحتاج فيها للتكرار، ولكننا نعرف الشرط الذي يجب أن يتوقف التكرار عند عدم تحققه. القاعدة العامة هي: استخدم while عندما تقول لنفسك "استمر في فعل هذا طالما أن هذا الشرط صحيح".

لفهم الفرق الجوهري بين for و while، شاهد هذا المقطع الذي يقدم تشبيهاً ممتازاً.

تحذير: الحلقة اللانهائية (Infinite Loop)

أخطر خطأ يمكن أن تقع فيه عند استخدام while هو الحلقة اللانهائية. تحدث هذه المشكلة إذا لم يتغير الشرط الذي تعتمد عليه الحلقة أبداً ليصبح False.

مثال خاطئ:

x = 0
while x < 5:
    print("هذا سيتكرر إلى الأبد!")
# قيمة x لا تتغير أبداً، لذا سيبقى الشرط x < 5 صحيحاً إلى الأبد.

مثال صحيح:

x = 0
while x < 5:
    print(f"قيمة x الحالية هي {x}")
    x = x + 1 # نزيد قيمة x في كل دورة
print("انتهت الحلقة.")

هنا، بعد 5 دورات، ستصبح قيمة x مساوية لـ 5، والشرط x < 5 سيصبح False، فتتوقف الحلقة. تذكر دائماً أن تتأكد من أن هناك شيئاً ما داخل الحلقة يغير حالة الشرط.

3. متى تختار for ومتى تختار while؟

الآن بعد أن رأيت كلتا الحلقتين، قد تتساءل متى تستخدم أياً منهما. إليك قاعدة بسيطة لمساعدتك:

• استخدم for: عندما تريد المرور على كل عنصر في مجموعة محددة (قائمة، سلسلة نصية، range). أنت تعرف مسبقاً "حجم" التكرار.
• استخدم while: عندما تريد التكرار طالما أن شرطاً معيناً لا يزال صحيحاً. أنت لا تعرف بالضرورة عدد المرات التي ستعمل فيها الحلقة.

هذا المخطط الانسيابي يوضح الفرق في طريقة التفكير لكل حلقة:

tasks_todo = ["غسل الصحون", "ترتيب الغرفة", "إخراج القمامة"]
tasks_done = []

# استمر في العمل طالما أن هناك مهام في قائمة 'للقيام بها'
while len(tasks_todo) > 0:
    # خذ أول مهمة من القائمة
    current_task = tasks_todo.pop(0)
    
    # اطبع ما تفعله
    print(f"جاري تنفيذ: {current_task}")
    
    # أضف المهمة إلى قائمة 'المنجزة'
    tasks_done.append(current_task)

print("\nاكتملت جميع المهام!")
print(f"المهام المنجزة: {tasks_done}")
print(f"المهام المتبقية: {tasks_todo}")

جاري تنفيذ: غسل الصحون
جاري تنفيذ: ترتيب الغرفة
جاري تنفيذ: إخراج القمامة

اكتملت جميع المهام!
المهام المنجزة: ['غسل الصحون', 'ترتيب الغرفة', 'إخراج القمامة']
المهام المتبقية: []

ملخص الدرس

عمل رائع! لقد أتقنت اليوم واحدة من أهم ركائز البرمجة. لنتذكر ما تعلمناه:

• الحلقات التكرارية تسمح لنا بتنفيذ نفس الكود عدة مرات دون الحاجة إلى كتابته مراراً وتكراراً.
• حلقة for مثالية للمرور على جميع عناصر مجموعة معروفة (مثل قائمة) أو لتكرار الكود لعدد محدد من المرات باستخدام range().
• حلقة while مثالية للتكرار طالما أن شرطاً معيناً يظل صحيحاً، خاصة عندما لا نعرف عدد التكرارات مسبقاً.
• يجب الانتباه لتجنب الحلقات اللانهائية عند استخدام while عن طريق التأكد من أن الشرط سيتغير في النهاية.

ما التالي؟

حتى الآن، تعلمنا كتابة أوامر متسلسلة، واتخاذ قرارات (if)، وتكرار العمليات (for/while). أصبح الكود الذي نكتبه أكثر قوة، ولكنه قد يصبح طويلاً وغير منظم. في الدرس القادم، سنتعلم عن الدوال (Functions)، وهي طريقة لتجميع الكود في كتل قابلة لإعادة الاستخدام، مما يجعل برامجنا أكثر تنظيماً وسهولة في القراءة والصيانة.