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for 循环和循环范围
for 循环的特点
for 循环嵌套
while 循环
break 与 continue 语句
假·死循环
isPrime
faster IsPrime
nth Prime
矩阵操作
总结
for 循环和循环范围
for 循环的特点
基于提供的范围，重复执行特定次数的操作
def sumFromMToN(m, n):
total = 0
# 注意： range(x, y) 是左闭右开区间，包含 x，不包含 y
for x in range(m, n+1):
total += x
return totalsumFromMToN(5, 10) == 5+6+7+8+9+10
注意是左闭右开区间所以为了让右闭，所以n+1
range()是个什么东西？——用于生成数列
其实在这里，我们也可以不用循环来完成同样的任务
如果我们省略第一个参数会发生什么？
def sumToN(n):
total = 0
# range 起始范围默认为 0
for x in range(n+1):
total += x
return total那如果我们添加第三个参数呢？
def sumEveryKthFromMToN(m, n, k):
total = 0
# 第三个参数为 “步长” step
for x in range(m, n+1, k):
total += x
return total
sumEveryKthFromMToN(5, 20, 7) == (5 + 12 + 19)True
只对从 m 到 n 的 奇数求和
# 我们也可以通过修改循环内部的代码来改变步长
def sumOfOddsFromMToN(m, n):
total = 0
for x in range(m, n+1):
if x % 2 == 1:
total += x
return total
sumOfOddsFromMToN(4, 10) == sumOfOddsFromMToN(5,9) == (5+7+9)True
现在我们反着来试一下！
# 我们将生成一个反向数字序列
# (仅供演示使用，代码实践中不建议这么做)
def sumOfOddsFromMToN(m, n):
total = 0
for x in range(n, m-1, -1):
if x % 2 == 1:
total += x
return totalsumOfOddsFromMToN(4, 10) == sumOfOddsFromMToN(5,9) == (5+7+9)True
反转也可以起到类似效果
for i in reversed(range(0, 10, 1):
print(i)还有更多方法来解决这个问题
for 循环嵌套
python的for循环非常慢，建议多层for循环采用python与c++的混合编程编写。
# 下面的代码将输出二维坐标
def printCoordinates(xMax, yMax):
for x in range(1, xMax+1):
for y in range(1, yMax+1):
print(f"( {x} , {y} ) ", end="")
print()可以通过codetutor看整个打印过程Python compiler - visualize, debug, get AI help from ChatGPT (pythontutor)
printCoordinates(5, 5)
( 1 , 1 ) ( 1 , 2 ) ( 1 , 3 ) ( 1 , 4 ) ( 1 , 5 ) ( 2 , 1 ) ( 2 , 2 ) ( 2 , 3 ) ( 2 , 4 ) ( 2 , 5 ) ( 3 , 1 ) ( 3 , 2 ) ( 3 , 3 ) ( 3 , 4 ) ( 3 , 5 ) ( 4 , 1 ) ( 4 , 2 ) ( 4 , 3 ) ( 4 , 4 ) ( 4 , 5 ) ( 5 , 1 ) ( 5 , 2 ) ( 5 , 3 ) ( 5 , 4 ) ( 5 , 5 )
如果换成 * 呢？
def Stars(n, m):
# 输出一个 n*m 的星型矩阵图
for row in range(n):
for col in range(m):
print("*", end="")
print()Stars(5, 5)
***** ***** ***** ***** *****
换一种写法
# be careful! 这些代码与之前的有什么不同？
def printMysteryStarShape(n):
for row in range(n):
print(row, end=" ")
for col in range(row):
print("*", end=" ")
print()printMysteryStarShape(5)
0 1 * 2 * * 3 * * * 4 * * * *
外层循环的变量值控制内层循环的范围
while 循环
当你不知道循环什么时候停下来的时候，为什么不试试 while
找出一个数最左边的那一位的数值（12345 的 1 ）
# 我不知道它什么时候停下来
def leftmostDigit(n):
n = abs(n)
while n >= 10:
n = n//10
return nleftmostDigit(46535248)
4
举个例子：依次找出 n 个 4 或者 7 的整数倍非负整数
def isMultipleOf4or7(x):
return ((x % 4) == 0) or ((x % 7) == 0)
def nthMultipleOf4or7(n):#找第n个4或7的倍数
found = 0
guess = -1
while found <= n:
guess += 1
if isMultipleOf4or7(guess):
found += 1
return guessprint("4 或 7 的倍数: ", end="")
for n in range(15):
print(nthMultipleOf4or7(n), end=" ")4 或 7 的倍数: 0 4 7 8 12 14 16 20 21 24 28 32 35 36 40
Bad Style：在知道循环范围的情况下使用 while
def sumToN(n):
# 尽管它能正确运行，但是这是非常不推荐的做法！
# 应该使用 for 循环而不是 while 循环
total = 0
counter = 1
while counter <= n:
total += counter
counter += 1
return totalsumToN(5) == 1+2+3+4+5True
不推荐使用，难懂。
break 与 continue 语句
for n in range(200):
if n % 3 == 0:
continue # 跳过这次循环
elif n == 8:
break # 跳出当前整个循环
else:
pass # 啥也不做，占位符（不会被运行）
print(n, end=" ")1 2 4 5 7
continue会立马跳过该次循环不执行后面的语句；break跳出最近的这个整个循环
如果不想写一个for的变量，可以用_相当于一个黑洞，什么都可以装，不受任何变量影响
for _ in range(5)
假·死循环
与环境交互后，在特定条件下终止的循环
# 不需要看懂这些代码，关注演示的过程
def readUntilDone():
linesEntered = 0
while True:
response = input("输入一个字符串（输入 done 则退出）: ")
if response == "done":
break
print("你输入了: ", response)
linesEntered += 1
print("Bye!")
return linesEntered输入一个字符串（输入 done 则退出）: learn
你输入了: learn
输入一个字符串（输入 done 则退出）: python
你输入了: python
输入一个字符串（输入 done 则退出）: the
你输入了: the
输入一个字符串（输入 done 则退出）: smart
你输入了: smart
输入一个字符串（输入 done 则退出）: way
你输入了: way
输入一个字符串（输入 done 则退出）: done
Bye!
你输入了 5 行 (不包括 'done')
isPrime
判断一个数是不是质数
# 不是最快的写法，但最容易理解
def isPrime(n):
if n < 2:
return False
for factor in range(2,n):
if n % factor == 0:
return False
return Truefor n in range(100):
if isPrime(n):
print(n, end=" ")2 3 5 7 11 13 17 19 23 29 31 37 41 43 47 53 59 61 67 71 73 79 83 89 97
faster IsPrime
# 快了一点
def fasterIsPrime(n):
if n < 2:
return False
if n == 2:
return True
if n % 2 == 0:
return False
maxFactor = round(n**0.5)
for factor in range(3, maxFactor+1, 2):
if n % factor == 0:
return False
return Truefor n in range(100):
if fasterIsPrime(n):
print(n, end=" ")2 3 5 7 11 13 17 19 23 29 31 37 41 43 47 53 59 61 67 71 73 79 83 89 97
真的快了？
# 验证他它俩结果是一样的
for n in range(100):
assert(isPrime(n) == fasterIsPrime(n))
print("两种解法的结果一致")两种解法的结果一致
import time
bigPrime = 102030407
print("Timing isPrime(",bigPrime,")", end=" ")
# isPrime
time0 = time.time()
print(", returns ", isPrime(bigPrime), end=" ")
time1 = time.time()
print(", time = ",(time1-time0)*1000,"ms\n")
# fasterIsPrime
print("Timing fasterIsPrime(",bigPrime,")", end=" ")
time0 = time.time()
print(", returns ", fasterIsPrime(bigPrime), end=" ")
time1 = time.time()
# result
print(", time = ",(time1-time0)*1000,"ms")
Timing isPrime( 102030407 ) , returns True , time = 6486.037492752075 ms
Timing fasterIsPrime( 102030407 ) , returns True , time = 0.3590583801269531 msnth Prime
依次找出第 n 位质数
def nthPrime(n):
found = 0
guess = 0
while found <= n:
guess += 1
if fasterIsPrime(guess):
found += 1
return guessfor n in range(10):
print(n, nthPrime(n))
print("Done!")0 2 1 3 2 5 3 7 4 11 5 13 6 17 7 19 8 23 9 29 Done!
矩阵操作
import numpy as np #矩阵
import matplotlib.pyplot as plt #绘图
%matplotlib inline#直接显示在窗口
mat = np.random.randn(100,100)
mat.shape
num = mat.flatten() #拉平
plt.hist(num， bin=50) #绘制直方图 bin是绘制多少条柱子，越大效果会好一些总结
- For 循环用于指定范围的重复操作。
range()可以生成一个数字范围。- 在不知道循环什么时间停止的时候，应该试试 While 循环。
- 循环同样也是可以嵌套的。
- 巧妙地使用
break和continue语句。 - 合理的剪枝，缩小搜索范围/循环范围，可以大幅提高程序运行效率。
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