【Think Python】Python笔记（七）迭代

• 迭代：即重复运行某个代码块的能力；之前的介绍中已经有两种方法实现迭代：递归和for循环；
• 接下来介绍另一种方法：while循环；

（一）重新赋值

• 对变量多次赋值是合法的；
• 给变量赋值非常有用，但是需要小心；对变量的频繁赋值，会造成代码可读性的下降，不容易调试；
• =与数学中的符号并不是相同的：

1. 数学上，相等是一种对称关系，但是赋值并不是一个对称的关系；
2. 数学中的相等命题，不是对就是错，但是在python中，赋值可以使得两个变量相等，但是这两个变量并不一定必须保持这个关系；

（二）更新变量

变量赋值中一种常见的形式是更新：

x = x + 1

• 试图更新一个不存在的变量会出现错误；
• 所以在更新之前需要进行初始化；

（三）while语句

计算机经常被用来自动处理重复性的任务。计算机很擅长无纰漏地重复相同或者相似的任务， 而人类在这方面做的不好。在计算机程序中，重复也被称为迭代（iteration）

def countdown(n):
    while n > 0:
        print(n)
        n = n -1
    print('Blastoff')

• while语句的执行过程：

  • 判断条件是真还是假；
  • 如果为false，退出while循环，执行接下来的句子；
  • 如果为true，运行while循环语句的主题，运行结束返回第一步；

• 循环主体应该改变一个或者多个变量的值，这样才能让条件判断最终为false，否则，循环将得不到终止；

（四）break

break可以跳出一层循环；

while循环的这种写法很常见，因为你可以在循环的任何地方判断条件 （而不只是在循环开始），而且你可以积极地表达终止条件（“当出现这个情况是终止”）， 而不是消极地表示（“继续运行直到出现这个情况”）

（五）平方根

循环常用于计算数值的程序中，这种程序一般从一个概略的值开始，迭代地进行计算；

牛顿法计算平方根

这个方法，可以用来计算a的平方根

>>> a = 4
>>> x = 3
>>> y = (x + a/x) / 2
>>> y
2.166666666667

可以看出第一次计算已经比较接近4的平方根，即2，再次计算

>>> x = y
>>> y = (x + a/x) / 2
>>> y
2.00641025641

可以看出，随着迭代的次数增加，越来越接近真实的值；

• 一般来说，我们并不知道应该计算几次才能得到正确的答案，但是当估计值不再变化的时候，就获得了正确答案
  • 当x == y的时候，可以停止计算；
  • 但是直接让两个浮点数相等是比较危险的，因为浮点数只能大约表示，有些现实中的数字是不能用浮点数精确表示的，所以需要有一个决定其精度的epsilon来作为阈值；

while True:
    print(x)
    y = (x + a/x) / 2
    if abs(y - x) < epsilon:
        break
    x = y

（六）算法（Algorithm）

算法是什么：

什么不是算法：

• 在学习一位数乘法时， 可能背出了乘法表。实际上，你只是记住了100个确切的答案。这种知识并不是算法性的；

什么是算法：

• 如果你比较 “懒”，你可能就会找到一些诀窍。比如说为了计算 n 和 9 的乘积，你可以把 n−1 作为乘积的第一位数，再把 10−n 作为第二位数，从而得到它们的乘积。这个诀窍是将任意个位数 与 9 相乘的 **普遍解法 **。这就是一种算法；
• 算法的特点之一 就是不需要过多的脑力计算。算法是一个机械的过程，每一步都是依据一组简单的规则跟着上一步来执行的；
• 执行算法很是乏味，但是设计算法是何有挑战性的，是计算机科学的核心；

（七）调试

当你开始写更为复杂的程序时，你会发现大部分时间都花费在调试上。更多的 代码意味着更高的出错概率，并且会有更多隐藏bug的地方;

• 减少调试时间的一个方法是对分调试，即：

  • 如果程序有100行，你一次检查一行，就需要100步；
  • 试着将问题拆为两半。在代码中间部分或者附近的地方，寻找一个可以检查的中间值。加上一行 print 语句（或是其他具有可验证效果的代码），然后运行程序；
  • 判断出错的地方在上半部分还是下半部分；随后进行类似的操作；
  • 这样每次可以排除一半的代码；对于100行的代码，最多需要6步即可定位响应出错的行；

• 在实践中，可能并不能很好的确定程序的 “中间部分” 是什么，也有可能并不是那么好检查。 计算行数并且取其中间行是没有意义的。相反，多考虑下程序中哪些地方比较容易出问题，或者 哪些地方比较容易进行检查。然后选定一个检查点，在这个断点前后出现bug的概率差不多；====