Python の while 文｜無限ループの防ぎ方・break/continue・else 節

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この記事の要点

while 条件: は条件が真である間くり返す。回数が決まっていない処理に使う
Python に do-while は無い。while True: ＋末尾の if ...: break で書く
カウンタの更新を忘れると無限ループになる。抜けたいときは Ctrl + C
while...else はbreak しなかったときに実行される（条件が偽になって終わったとき）
要素を順に処理するだけなら while ではなく for を使う

基本形

n = 3
while n > 0:
    print(n)
    n -= 1          # ← これを忘れると無限ループ
print("終了")

# 3
# 2
# 1
# 終了

条件はループに入る前に評価されます。最初から偽なら本体は 1 度も実行されません。

do-while の代わり

Python には「まず 1 回実行してから条件を見る」構文がありません。while True と break の組み合わせが定番です。

while True:
    answer = input("続けますか？ (y/n): ")
    if answer in ("y", "n"):
        break                       # 正しい入力が来たら抜ける
    print("y か n を入力してください")

print(f"入力は {answer} でした")

入力チェックやリトライのように「まずやってみて、結果を見て続けるか決める」処理はこの形になります。

無限ループとその止め方

# よくある無限ループ
n = 3
while n > 0:
    print(n)        # n を減らしていないので永久に 3 が出続ける

# 条件が浮動小数点だと止まらないことがある
x = 0.0
while x != 1.0:     # 0.1 を 10 回足しても 1.0 ちょうどにはならない
    x += 0.1

# 比較演算子で書けば止まる
x = 0.0
while x < 1.0:
    x += 0.1

原因	対処
カウンタを更新していない	本体の最後で必ず更新する
`if` の中でしか更新していない	条件に当たらない経路でも進むようにする
`float` を `==` / `!=` で比べている	`<` `>` で比べる
外部からの終了条件が来ない	最大回数の上限を別に設ける

実行中に止めたいときはターミナルで Ctrl + C（KeyboardInterrupt）です。Jupyter Notebook では停止ボタン（■）を押します。

break と continue

n = 0
while n < 10:
    n += 1
    if n % 2 == 0:
        continue        # 偶数はここで次の周回へ
    if n > 7:
        break           # 7 を超えたら抜ける
    print(n)            # 1 3 5 7

continue はカウンタ更新の前に置くと無限ループになります。while で continue を使うときは、更新をループ本体の先頭に置くのが安全です。詳細は繰り返しの中断 (break) と繰り返しのスキップ (continue) を参照してください。

while...else

retry = 0
while retry < 3:
    if try_connect():           # 成功したら抜ける
        print("接続できました")
        break
    retry += 1
else:
    print("3 回試して失敗しました")   # break されずに条件が偽になった

else は「break せずに終わったとき」に実行されます。「リトライを使い切った」「探したが見つからなかった」の分岐を、フラグ変数なしで書けます。

回数上限を必ず付ける

import time

MAX_ATTEMPTS = 5
attempt = 0

while attempt < MAX_ATTEMPTS:
    attempt += 1
    if fetch():
        break
    time.sleep(2 ** attempt)     # 指数的に待ち時間を伸ばす
else:
    raise RuntimeError(f"{MAX_ATTEMPTS} 回試しても取得できませんでした")

外部サービスの応答を待つループは、終了条件が来ない可能性を常に想定します。回数上限と待ち時間をセットにしておくと、相手が落ちていてもプログラムが固まりません。

while と for の使い分け

状況	使うもの
リスト・辞書・ファイルの各行を順に処理	`for`
決まった回数くり返す	`for i in range(n)`
条件が満たされるまで（回数不明）	`while`
入力・受信を待ち続ける	`while True` ＋ `break`

items = ["a", "b", "c"]

# while で回すと添字管理が必要で間違えやすい
i = 0
while i < len(items):
    print(items[i])
    i += 1

# for なら添字が要らない
for item in items:
    print(item)

添字を自分で進める while が出てきたら for に置き換えられないかを先に考えます。番号も欲しい場合は enumerate() を使います。

番兵（センチネル）で終わりを判定する

# 空行が来たら終わり、という入力ループ
lines = []
while True:
    line = input("入力（空行で終了）: ")
    if line == "":
        break
    lines.append(line)

print(f"{len(lines)} 行受け取りました")

# ファイルを 1 行ずつ読む（readline は EOF で "" を返す）
with open("data.txt", encoding="utf-8") as f:
    while (line := f.readline()):
        print(line.rstrip())

readline() はファイル末尾で空文字を返します。改行だけの行は "\n" なので空文字ではなく、正しく区別できます。ただしファイルを読むだけなら for line in f: のほうが簡単です。

電卓のような対話ループ

total = 0

while True:
    raw = input("数値（q で終了）: ").strip()

    if raw.lower() == "q":
        break

    try:
        total += float(raw)
    except ValueError:
        print("数値を入力してください")
        continue          # 合計は変えずに次の入力へ

    print(f"現在の合計: {total}")

print(f"最終結果: {total}")

入力の検証は try で囲み、失敗したら continue で次に進めます。この形なら、どんな入力が来てもループから抜けずに処理を続けられます。例外の扱いは例外処理を参照してください。

ジェネレータの代わりに使う

# ページ送りのある API を最後まで取り切る
page = 1
items = []

while True:
    res = fetch(page)                # 1 ページぶん取得
    items.extend(res["items"])

    if not res["has_next"]:
        break
    page += 1
    if page > 100:                    # 保険の上限
        raise RuntimeError("ページ数が想定を超えました")

print(len(items))

「何回で終わるか事前に分からない」処理は while の出番です。相手のデータ次第で回数が決まる場合こそ、保険の上限を入れておきます。

while で書くと危ないパターン

書き方	問題	代わりに
`while i < len(items):` で添字を進める	更新忘れ・オフバイワン	`for item in items:`
`while x != 1.0:`（float）	誤差でちょうど一致しない	`while x < 1.0:`
ループ内でリストから削除しながら回す	要素が飛ばされる	新しいリストを作る
`while True:` で `break` が無い	止まらない	終了条件を必ず書く
ネットワーク待ちを `while` で空回し	CPU を使い切る	`time.sleep()` を挟む

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