제어문 - 반복문 (1): while문 사용 방법에 대해 배워보자

소개

프로그래밍에서 반복문은 매우 중요한 요소 중 하나입니다. 반복문은 동일하거나 유사한 작업을 여러 번 수행할 때 사용되며, 코드의 간결성과 가독성을 높이고 작업의 효율성을 높이는데 도움이 됩니다. Python에서는 while과 for 등의 반복문을 제공하며, 이번 포스트에서는 while문에 대해 자세히 알아보겠습니다. while문은 주어진 조건이 참인 동안 반복적으로 코드 블록을 실행하는 제어문입니다. 이를 통해 특정 조건이 충족될 때까지 계속해서 같은 동작을 반복하거나, 사용자의 입력이나 외부 데이터에 따라 프로그램의 실행 흐름을 제어할 수 있습니다. 이번 포스트에서는 while문의 기본적인 사용 방법부터 무한 루프, break문, continue문 등과 같은 다양한 활용 방법에 대해 살펴보겠습니다. 예제 코드를 통해 이해를 돕고, 실제로 while문을 어떻게 활용할 수 있는지에 대해 알아보도록 하겠습니다. 그럼, 시작해볼까요?

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while문 사용 방법에 대해 배워보자

while문의 정의 및 기본 구조

while문은 Python에서 제공하는 기본적인 반복문 중 하나입니다. while문은 주어진 조건식이 참(True)인 동안에, 즉 조건식이 거짓(False)이 될 때까지 코드 블록을 반복적으로 실행합니다.

while문의 기본 구조는 아래와 같습니다:

python

while 조건식:

    실행할 코드

여기서 조건식은 while문이 실행될지 여부를 결정하는 데 사용되며, 실행할 코드는 while문이 실행될 때마다 반복적으로 수행되는 코드를 의미합니다. 간단한 while문 사용 예를 들어보겠습니다. 1부터 5까지의 숫자를 출력하는 코드를 작성해 보겠습니다.

python

i = 1

while i <= 5:

    print(i)

    i += 1

이 코드에서 i <= 5가 while문의 조건식이며, print(i)와 i += 1은 while문이 참인 동안 반복해서 실행되는 코드입니다. i의 값이 1부터 시작해서 1씩 증가하며, i의 값이 5를 초과하게 되면 i <= 5 조건식이 거짓이 되어 while문이 종료되고 프로그램이 끝나게 됩니다. 이런 식으로 while문은 주어진 조건식이 참인 동안에 계속해서 코드를 반복 실행하므로, 조건식의 설정과 조건 변경에 대한 관리가 중요합니다. 잘못 설정하면 무한 반복에 빠질 수 있으니 주의가 필요합니다. 다음 섹션에서는 while문을 활용한 무한 루프와 이를 제어하는 방법에 대해 알아보겠습니다.

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while문의 활용 - 무한 루프와 break문

while문을 이용하면 조건이 만족되는 한 특정 코드를 무한히 반복할 수 있습니다. 이러한 무한 반복을 생성하는 것을 '무한 루프(infinite loop)'라고 합니다. '무한 루프'는 일반적으로 원하지 않는 상황이지만, 경우에 따라서는 의도적으로 무한 루프를 생성하고 필요한 시점에 루프를 종료하는 방식으로 사용하기도 합니다. 이 때 루프를 종료하는 명령어가 break문입니다. break문은 반복문의 실행을 즉시 중지하고, 반복문을 감싸고 있는 가장 가까운 외부 블록으로 제어를 이동시킵니다.

다음은 무한 루프와 break문을 사용한 예제입니다:

python

while True:

    user_input = input("계속하려면 'y', 종료하려면 'n'을 입력하세요: ")

    if user_input == 'n':

        break

이 코드는 사용자로부터 입력을 계속 받아오는 무한 루프를 생성합니다. 사용자가 'n'을 입력하면 break문이 실행되어 루프가 즉시 종료됩니다. 무한 루프와 break문의 조합은 사용자의 입력에 따라 프로그램을 유연하게 제어할 수 있도록 해주며, 특히 인터랙티브 한 프로그램을 만드는 데 유용하게 사용됩니다. 그러나 break문을 사용할 때 주의할 점은, break문이 너무 남발되면 코드의 흐름을 이해하기 어렵게 만들 수 있다는 것입니다. 가능하다면 while문의 조건식을 통해 루프를 제어하는 것이 좋습니다. 하지만 반복문 내부에서 여러 가지 조건에 따라 반복을 종료해야 하는 경우에는 break문이 필요하게 됩니다.

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while문의 활용 - continue문의 사용

while문 내에서 특정 조건을 만족할 때 루프의 나머지 부분을 건너뛰고 싶을 때가 있습니다. 이럴 때 사용하는 것이 continue문입니다. continue문은 반복문의 나머지 부분을 건너뛰고 다음 반복을 진행하게 합니다. 이는 특정 조건을 만족하는 경우만 특별히 처리하고, 나머지 경우에는 일반적인 처리를 계속하고 싶을 때 유용하게 사용할 수 있습니다.

아래는 continue문을 사용하는 예제입니다:

python

i = 0

while i < 10:

    i += 1

    if i % 2 == 0:

        continue

    print(i)

위 코드는 1부터 10까지의 숫자 중 홀수만을 출력합니다. i가 짝수일 때 continue문이 실행되어 print(i)를 건너뛰고, 다음 반복으로 넘어갑니다. 따라서 print(i)는 i가 홀수일 때만 실행되게 됩니다. continue문을 사용할 때 주의해야 할 점은 continue문 이후의 코드가 실행되지 않기 때문에, 무한 루프에 빠질 위험이 있다는 점입니다. 그래서 continue문을 사용할 때는 반복문의 조건 업데이트가 continue문 이전에 수행되어야 함을 확실히 해야 합니다. 또한 continue문 역시 break문과 마찬가지로 과도하게 사용하면 코드의 흐름을 이해하기 어렵게 만들 수 있으므로 적절히 사용해야 합니다.

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while문의 활용 - 조건식과 함께 사용하기

while문의 중요한 특징 중 하나는 그 자체로 조건문을 내장하고 있다는 것입니다. while문 뒤에 따라오는 조건식이 참인 동안에만 루프 내의 코드가 실행되며, 조건식이 거짓이 되는 순간 루프는 종료됩니다.

아래에 조건식과 함께 while문을 사용하는 예제를 보여드리겠습니다:

python

i = 0

while i < 5:

    print(i)

    i += 1

위 코드는 i가 5 미만인 동안 i를 출력하고, i를 1씩 증가시킵니다. i가 5에 도달하면 while문의 조건식 i < 5가 거짓이 되어 루프가 종료됩니다. 이처럼 while문은 주어진 조건이 만족하는 동안 계속해서 반복을 수행하기 때문에, 조건식을 통해 반복의 횟수나 반복을 종료할 조건을 유연하게 제어할 수 있습니다. 특히, while문의 조건식에는 단순한 비교뿐만 아니라 복잡한 조건을 포함시킬 수 있습니다. 예를 들어, 다음과 같은 코드를 작성할 수 있습니다:

python

i = 0

j = 10

while i < 5 and j > 5:

    print(i, j)

    i += 1

    j -= 1

위 코드는 i가 5 미만이고 j가 5 초과인 동안에 (i, j)를 출력하고, i는 1씩 증가시키고, j는 1씩 감소시킵니다. 두 조건 중 하나라도 만족하지 않으면 루프가 종료됩니다. 이처럼 while문은 여러 가지 조건을 조합하여 루프의 실행 조건을 다양하게 설정할 수 있습니다.

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while문의 활용 - 중첩된 while문의 사용

반복문은 다른 반복문 내부에서 사용될 수 있습니다. 이를 '중첩 반복문'이라고 부릅니다. 중첩된 while문은 한 while문의 바디 내에서 다른 while문이 동작하는 방식으로 작동합니다.

아래는 중첩된 while문의 간단한 예제입니다:

python

i = 0

while i < 5:

    j = 0

    while j < 5:

        print(i, j)

        j += 1

    i += 1

위 코드는 바깥쪽 while문이 돌 때마다 안쪽 while문이 5번 돕니다. 따라서 (i, j)는 모두 (0, 0)부터 (4, 4)까지 출력됩니다. 이처럼 중첩된 while문은 이차원 구조를 가진 데이터를 다루거나, 복잡한 반복 패턴을 가진 문제를 해결할 때 유용하게 사용될 수 있습니다. 하지만 중첩된 while문은 코드의 복잡도를 높이고, 이해하기 어렵게 만들 수 있으므로, 필요한 경우에만 사용하고 그 외의 경우에는 다른 방법을 찾는 것이 좋습니다. 또한 중첩된 while문에서는 무한 루프에 빠질 위험이 더욱 증가하므로, 반복문의 종료 조건과 반복문 내에서의 변수 업데이트에 특히 주의를 기울여야 합니다. 중첩된 while문의 사용은 초기 학습자에게는 다소 어려울 수 있지만, 이해하고 익히면 매우 강력한 도구가 될 수 있습니다. 따라서 여러분이 이 글을 통해 중첩된 while문의 사용에 대한 이해를 높이고, 실제 프로그래밍에서 활용할 수 있기를 바랍니다.

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결론

이 글에서는 Python의 제어문 중 하나인 while문에 대해 알아보았습니다. while문은 주어진 조건이 참인 동안 계속해서 반복을 수행하는 루프 구조로, 조건이 거짓이 될 때까지 계속해서 블록 내의 코드를 실행합니다. 이때 while문의 조건은 매우 유연하게 설정할 수 있으며, 단순한 비교뿐만 아니라 복잡한 조건식도 포함시킬 수 있다는 점이 특징입니다. 또한 while문은 다른 while문 내부에서 사용될 수 있어, 이차원 구조의 데이터 처리나 복잡한 반복 패턴을 가진 문제를 해결하는 데에 유용합니다. 그러나 이러한 while문의 강력함에도 불구하고, 코드의 복잡도 증가와 무한 루프에 빠질 위험이 있으므로 주의 깊게 사용해야 합니다. 무엇보다 while문의 종료 조건과 반복문 내에서의 변수 업데이트를 신경 쓰면서 코드를 작성하는 것이 중요합니다. 이렇게 while문을 이해하고 활용하는 것은 Python 프로그래밍 능력을 향상시키는 데에 중요한 한 단계입니다. 그럼 이제 여러분이 while문을 이용하여 다양한 문제를 해결하는 데에 활용할 수 있기를 바랍니다.

 

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