PulP線性優化（三）python編碼

本文根據PuLP文檔翻譯而來，原文請參考
https://pythonhosted.org/PuLP/main/basic_python_coding.html

基本的Python編碼

在本課程中，您將學習Python中的基本編程，但也可以在Internet上免費獲得優秀的Python語言參考資料。您可以下載Dive Into Python這本書，或者在Python網站上有許多Python 初學者指南。點擊以下鏈接：

取決於您當前的編程知識水平。下面的代碼部分假定了基本編程原理的知識，並主要關注特定於Python編程的語法。

注意：>>>表示Python命令行提示符。

Python中的循環

for循環

一般格式是：

爲 變量 在 序列：
    #some命令
#other for循環之後的命令

請注意，格式（縮進和新行）控制for循環的結束，而循環的開頭是冒號：。

觀察下面的循環，這類似於您將在課程中使用的循環。變量i通過字符串列表依次變爲每個字符串。頂部是.py文件中的代碼，底部顯示輸出

＃以下代碼演示了一個列表，其中包含字符串
ingredientslist  =  [ “Rice” ，“Water” ，“Jelly” ] 
for  i  in  ingredientslist ：
    print  i 
print  “不再在循環中”

輸出

Rice
Water
Jelly
No longer in the loop

while循環

這些類似於for循環，除了它們繼續循環，直到指定的條件不再爲真。沒有告訴while循環通過任何特定的序列。

i = 3
while i <= 15:
    # some commands
    i = i + 1 # a command that will eventually end the loop is naturally
    required
# other commands after while loop

對於這個特定的簡單while循環，最好做一個for循環，但它演示了語法。如果循環之前的迭代次數需要結束，while循環是有用的，是未知的。

if語句

這與上面的循環非常相似。鍵標識符是冒號：啓動語句和縮進結束以結束它。

if j in testlist:
    # some commands
elif j == 5:
    # some commands
else:
    # some commands

這裏顯示“elif”（else if）和“else”也可以在if語句之後使用。事實上，“else”可以在兩個循環之後以相同的方式使用。

python中的數組類型

列表

列表只是一組變量組合在一起。範圍函數通常用於創建整數列表，具有範圍的一般格式（開始，停止，步驟）。start的默認值爲0，步驟的默認值爲1。

>>> range(3,8)
[3,4,5,6,7]

這是一個列表/序列。除了整數之外，列表中還可以包含字符串或整數，浮點數和字符串。它們可以通過循環（如下一節所示）或通過顯式創建（如下所示）創建。請注意，print語句將向用戶顯示字符串/變量/ list / ….

>>> a = [5,8,"pt"]
>>> print a
[5,8,'pt']
>>> print a[0]
5

元組

元組與列表基本相同，但重要的區別在於它們一旦創建就無法修改。它們由以下人員分配：

>>> X  =  （4 ，1 ，8 ，“字符串” ，[ 1 ，0 ]，（“J” ，4 ，“○” ），14 ）

元組可以在其中包含任何類型的數字，字符串，列表，其他元組，函數和對象。另請注意，元組中的第一個元素編號爲元素“零”。訪問此數據的方法是：

>>> x[0] 
4 
>>> x[3] 
“string”

字典

字典是每個具有關聯數據的引用鍵列表，其中該順序根本不影響字典的操作。對於字典，鍵不是連續的整數（與列表不同），而是可以是整數，浮點數或字符串。這將變得清晰：

>>> x  =  {}  ＃創建一個新的空字典 - 注意花括號表示創建字典
>>> x [4]  =  "programming"  ＃字符串“programming”被添加到字典x中，"4"作爲key
>>> x["games"] =  12 
>>> print x["games"] 
12

在字典中，引用鍵和存儲的值可以是任何類型的輸入。新詞典元素在創建時添加（使用列表，您無法訪問或寫入列表中超出最初定義的列表維度的位置）。

costs = {"CHICKEN": 1.3, "BEEF": 0.8, "MUTTON": 12}
print "Cost of Meats"
for i in costs:
    print i
    print costs[i]
costs["LAMB"] = 5
print "Updated Costs of Meats"
for i in costs:
    print i
    print costs[i]

輸出

Cost of Meats
CHICKEN
1.3
MUTTON
12
BEEF
0.8
Updated Costs of Meats
LAMB
5
CHICKEN
1.3
MUTTON
12
BEEF
0.8

在上面的示例中，使用大括號和冒號創建字典以表示將數據分配給字典鍵。變量i依次分配給每個鍵（與列表中的變量相同）

>>> for i in range(1,10)

然後使用此鍵調用字典，並返回存儲在該鍵名下的數據。使用詞典的這些類型的for循環與使用PuLP在本課程中對LP進行建模高度相關。

List / Tuple / Dictionary語法

創建方法：

列表用方括號[];
元組用圓括號和逗號（，）完成;
字典是用括號{}完成的。

但是，在創建之後，當訪問list / tuple / dictionary中的元素時，操作總是用方括號執行（即a [3]？）。如果a是列表或元組，則返回第四個元素。如果a是字典，它將返回使用引用鍵3存儲的數據。

列表生成式

Python支持List Comprehensions，這是一種快速而簡潔的方法，可以在不使用多行的情況下創建列表。在簡單的情況下，它們很容易理解，並且您將在本課程的代碼中使用它們。

>>> a = [i for i in range(5)]
>>> a
[0, 1, 2, 3, 4]

上面的語句將創建列表[0,1,2,3,4]並將其分配給變量“a”。

>>> odds = [i for i in range(25) if i%2==1]
>>> odds
[1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21, 23]

上面的語句使用if語句和模數運算符（％），因此列表中只包含奇數：[1,3,5，…，19,21,23]。（注意：模數運算符從整數除法計算餘數。）

>>> fifths = [i for i in range(25) if i%5==0]
>>> fifths
[0, 5, 10, 15, 20]

這將創建一個列表，其中包含每個第五個值[0,5,10,15,20]。現有列表也可用於創建以下新列表：

>>> a = [i for i in range(25) if (i in odds and i not in fifths)]

請注意，這也可以從頭開始一步完成：

>>> a = [i for i in range(25) if (i%2==1 and i%5==0)]

對於挑戰，您可以嘗試創建

一個素數列表，最多100個，和
所有“完美”數字的列表。

更多列表理解示例
 維基百科：完美數字。

其他重要的語言特性

Python的註釋

使用”” “開始並結束評論部分，在文件頂部進行評論。整個代碼中的註釋是使用行開頭的hash＃符號完成的。

導入語句

在您打算使用PuLP進行建模的所有Python編碼的頂部，您將需要import語句。此語句使您當前正在編寫的模塊中的另一個模塊（程序代碼文件）的內容可用，即您將需要調用的pulp.py中定義的函數和值可用。在本課程中，您將使用：

>>> from pulp import *

星號表示您正在從紙漿模塊中導入所有名稱。現在可以調用在pulp.py中定義的函數，就好像它們是在您自己的模塊中定義的那樣。

函數

Python中的函數定義如下：（def是define的縮寫）

def name(inputparameter1, inputparameter2, . . .):
    #function body

對於一個真實的例子，請注意，如果在函數定義中爲輸入分配了一個值，這是默認值，並且僅在沒有傳入其他值時才使用。輸入參數的順序（在定義中）不無論如何，只要調用該函數，就會以相應的順序輸入位置參數。如果使用關鍵字，參數的順序根本不重要：

def string_appender(head='begin', tail='end', end_message='EOL'):
    result = head + tail + end_message
    return result

>>> string_appender('newbegin', end_message = 'StringOver')
newbeginendStringOver

在上面的示例中，將打印函數調用的輸出。head的默認值是’begin’，但是使用了’newbegin’的輸入。使用了’end’尾部的默認值。並使用endmessage的輸入值。請注意，必須將end_message指定爲關鍵字參數，因爲沒有給出tail的值

類

要演示類在Python中的工作方式，請查看以下類結構。

類名是Pattern，它包含幾個與Pattern類的任何實例（即Pattern）相關的類變量。功能是

init
函數，它創建Pattern類的實例，並使用self分配name和lengthsdict的屬性。
str
函數定義了打印類實例時要返回的內容。
trim
函數就像任何普通函數一樣，除了所有類函數之外，self必須在輸入括號中。

class Pattern:
    """
    Information on a specific pattern in the SpongeRoll Problem
    """
    cost = 1
    trimValue = 0.04
    totalRollLength = 20
    lenOpts = [5, 7, 9]

def __init__(self,name,lengths = None):
    self.name = name
    self.lengthsdict = dict(zip(self.lenOpts,lengths))

def __str__(self):
    return self.name

def trim(self):
return Pattern.totalRollLength - sum([int(i)*self.lengthsdict[i] for i in self.lengthsdict])

這個類可以這樣使用：

>>> Pattern.cost # The class attributes can be accessed without making an instance of the class
1
>>> a = Pattern("PatternA",[1,0,1])
>>> a.cost # a is now an instance of the Pattern class and is associated with Pattern class variables
1
>>> print a # This calls the Pattern.__str__() function
"PatternA"
>>> a.trim() # This calls the Pattern.trim() function. Note that no input is required.

函數定義中的self是隱式的輸入

PulP線性優化（三）python編碼

基本的Python編碼

Python中的循環

for循環

while循環

if語句

python中的數組類型

列表

元組

字典

List / Tuple / Dictionary語法

列表生成式

其他重要的語言特性

Python的註釋

導入語句

函數

類

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