Apa Itu Iterasi?

Program yang mengirim email pengingat ke 10.000 pengguna tidak berisi 10.000 salinan kode pengirimnya. Kode itu ditulis sekali saja, di dalam sebuah loop, dan loop itu menjalankannya sekali untuk setiap pengguna. Setiap kali kode itu dijalankan adalah satu iterasi, dan loop secara keseluruhan adalah cara program melakukan iterasi atas para penggunanya.

Cara kerja iterasi, langkah demi langkah

Setiap loop mengikuti siklus yang sama:

1. Periksa. Uji kondisi loop, yang berupa boolean: apakah masih ada item lain, atau apakah penghitungnya masih di bawah batas?
2. Jalankan. Kalau jawabannya true, jalankan badan loop sekali.
3. Perbarui. Pindah ke item berikutnya atau ubah penghitungnya.
4. Ulangi. Kembali ke langkah 1. Saat pemeriksaan menghasilkan false, program lanjut ke kode setelah loop.

Di sini badan loop berjalan lima kali, dan setiap iterasi menambahkan angka berikutnya ke total yang terus berjalan:

total = 0

for n in range(1, 6):
    total = total + n
    print("iteration", n, "total is now", total)

print("Done:", total)

iteration 1 total is now 1
iteration 2 total is now 3
iteration 3 total is now 6
iteration 4 total is now 10
iteration 5 total is now 15
Done: 15

Variabel total berada di luar loop, jadi nilainya tetap terbawa dari satu iterasi ke iterasi berikutnya. Pola itu, yaitu variabel yang diisi sebelum loop dan diperbarui di dalamnya, disebut accumulator, dan muncul di hampir setiap loop yang menghitung sesuatu.

Loop hitungan dan loop kondisi

Ada dua jenis iterasi. Iterasi definit berjalan dengan jumlah yang sudah diketahui: sekali untuk setiap item dalam list, atau sekali untuk setiap angka dari 1 sampai 5. Loop for di Python dibuat untuk ini, sering kali bersama range().

Iterasi tak definit diulang sampai sesuatu terjadi, dan jumlah putarannya tidak diketahui sebelumnya. Loop while cocok untuk kasus ini:

balance = 100
years = 0

while balance < 200:
    balance = balance * 1.10
    years = years + 1

print(years, "years, balance", round(balance, 2))

8 years, balance 214.36

Uang yang tumbuh 10% per tahun butuh 8 tahun untuk menjadi dua kali lipat. Program menemukannya dengan melakukan iterasi, bukan dengan menyelesaikan persamaan. Panduan for loop dan while loop membahas keduanya di Python.

Iterasi atas sebuah koleksi

Sebagian besar loop menelusuri sebuah koleksi: elemen-elemen sebuah array, karakter-karakter sebuah string, baris-baris sebuah file. Loop for di Python memberikan setiap elemen secara langsung, dan enumerate() menambahkan posisinya:

fruits = ["apple", "banana", "cherry"]

for index, fruit in enumerate(fruits):
    print(index, fruit)

0 apple
1 banana
2 cherry

Di balik layar, for meminta iterator dari koleksi itu dengan iter(), lalu memanggil next() padanya sekali untuk setiap iterasi. Kamu bisa melakukan panggilan yang sama sendiri:

colors = ["red", "green", "blue"]

it = iter(colors)
print(next(it))
print(next(it))
print(next(it))
print(next(it, "no more items"))

red
green
blue
no more items

Tanpa nilai default, next() yang keempat memunculkan StopIteration. Exception itulah sinyal yang dipakai loop for untuk tahu bahwa koleksinya sudah selesai.

Bahasa lain menuliskan ide yang sama dengan cara berbeda. C menghitung dengan index, sementara Java dan JavaScript juga punya loop yang memberikan setiap elemen secara langsung:

for (int i = 0; i < 3; i++) {
    printf("%s\n", colors[i]);
}

for (String color : colors) {
    System.out.println(color);
}

for (const color of colors) {
    console.log(color);
}

Iterasi vs rekursi

Rekursi adalah cara lain untuk mengulang pekerjaan: sebuah fungsi memanggil dirinya sendiri pada versi masalah yang lebih kecil sampai mencapai kasus yang bisa dijawab secara langsung. Apa pun yang ditulis dengan salah satunya bisa ditulis dengan yang lain, tetapi perilaku keduanya berbeda:

Baris memori itu penting dalam praktiknya. Secara default, Python mengizinkan sekitar 1.000 panggilan bersarang, jadi penjumlahan rekursif 5.000 angka gagal, sementara loop tidak bermasalah:

def sum_loop(n):
    total = 0
    for k in range(1, n + 1):
        total = total + k
    return total

def sum_recursive(n):
    if n == 0:
        return 0
    return n + sum_recursive(n - 1)

print(sum_loop(100), sum_recursive(100))
print(sum_loop(5000))

try:
    print(sum_recursive(5000))
except RecursionError:
    print("sum_recursive(5000) failed: RecursionError")

5050 5050
12502500
sum_recursive(5000) failed: RecursionError

Visualisasi rekursi menunjukkan tumpukan panggilan yang membesar dan mengecil langkah demi langkah.

Kesalahan yang umum

Infinite loop. Loop while yang kondisinya tidak pernah menjadi false akan berjalan sampai kamu menghentikan programnya. Penyebab yang biasa adalah lupa langkah pembaruan, misalnya tidak menulis count = count - 1.

Kelebihan atau kekurangan satu. range(1, 5) menghasilkan 1, 2, 3, dan 4, bukan 5, karena nilai akhirnya tidak disertakan. Loop yang berjalan satu kali terlalu banyak atau terlalu sedikit tetap berjalan tanpa error dan memberi jawaban yang salah, yaitu sebuah logic error.

Mengubah list sambil menelusurinya. Menghapus item dari list yang sedang kamu telusuri membuat loop melewatkan beberapa elemen:

numbers = [1, 2, 2, 3]

for n in numbers:
    if n == 2:
        numbers.remove(n)

print(numbers)

[1, 2, 3]

Satu angka 2 tetap tersisa, karena menghapus 2 yang pertama menggeser 2 yang kedua ke posisi yang sudah dilewati loop. Buat list baru saja: numbers = [n for n in numbers if n != 2].

Lanjut ke mana

Loop menelusuri koleksi, jadi apa itu array adalah halaman pendamping yang wajar, dan apa itu boolean menjelaskan pemeriksaan true atau false yang menentukan kapan sebuah loop berhenti. Saat sebuah loop memberi hasil yang salah tanpa pesan error, baca apa itu logic error. Untuk berlatih menulis loop, mulai kursus Python atau coba contoh-contoh di atas di playground Python.