数据挖掘与机器学习：循环结构

目录

第1关：While 循环与 break 语句

任务描述：

相关知识：

一、while语句：

二、break语句：

编程要求：

测试说明：

第2关：for 循环与 continue 语句:

任务描述：

相关知识：

一、for语句：

二、continue语句：

编程要求：

测试说明：

第3关：循环嵌套：

任务描述：

相关知识：

一、for循环嵌套：

二、while循环嵌套：

编程要求：

测试说明：

第4关：迭代器：

任务描述：

相关知识：

一、迭代器的优点：

二、理解迭代器：

三、定义迭代器：

四、复制迭代器：

编程要求：

测试说明：

---

第1关：While 循环与 break 语句

任务描述：

        程序的第三大结构是循环结构。在此结构中，通过一个判断语句来循环执行一个代码块，直到判断语句为假时跳出循环。循环语句分为while循环、for循环、循环嵌套和迭代器。循环语句中有一个语句break，通过这个语句可以跳出整个循环。

        以下场景便模拟了循环结构与跳出循环的现实场景： 在一个工厂的流水线上每天需要加工零件100件，且每件零件所做的加工都是一样的，也就是说流水线每天要循环做相同的工作100次。但是如果在加工时突然停电，则流水线停止对后面所有零件的加工，跳出循环。

本关的任务是让学习者学会使用while循环与break语句。

相关知识：

 while循环和break的结构如下图1所示：

 

一、while语句：

while语句的基本形式为：

1. while 判断条件1：
2. 循环语句

当判断条件1为true时，执行循环语句，直到判断条件1为假。例如：

1. count = 0
2. while(count <= 10):
3. print("现在计数为:",count)
4. count += 1

二、break语句：

break语句的基本形式为：

1. while 判断条件1：
2. 循环语句
3. 判断条件2：
4. break

当判断条件1为true时执行循环语句。若此时判断条件2为true，执行break跳出while循环，若判断条件2一直为false，则执行while循环，一直到判断条件1为false。 例如：

1. count = 0
2. while(count <= 10):
3. print("现在计数为:",count)
4. count += 1
5. if(count > 5):
6. break

编程要求：

本关的编程任务是补全line.py文件中的判断语句部分，具体要求如下：

• 填入当已处理零件数小于总零件数count < partcount时的while循环判断语句；

• 在停电时填入break语句跳出循环。

本关涉及的代码文件line.py的代码框架如下:

partcount = int(input())
electric = int(input())
count = 0
# 请在此添加代码，当count < partcount时的while循环判断语句
########## Begin ##########
########## End ##########
    count += 1
    print("已加工零件个数:",count)
    if(electric):
        print("停电了，停止加工")
        # 请在此添加代码，填入break语句
        ########## Begin ##########
        ########## End ##########

测试说明：

本文的测试文件是line.py，具体测试过程如下：

1. 平台自动编译生成line.exe；

2. 平台运行line.exe，并以标准输入方式提供测试输入；

3. 平台获取line.exe输出，并将其输出与预期输出对比。如果一致则测试通过，否则测试失败。

以下是平台对src/step1/line.py的样例测试集： 测试输入：

1. 3
2. 0

预期输出：

1. 已加工零件个数: 1
2. 已加工零件个数: 2
3. 已加工零件个数: 3

---

开始你的任务吧，祝你成功！

 

 

 

partcount = int(input())
electric = int(input())
count = 0
#请在此添加代码，当count < partcount时的while循环判断语句
#********** Begin *********#
while(count
#********** End **********#
    count += 1
    print("已加工零件个数:",count)
    if(electric):
        print("停电了，停止加工")
        #请在此添加代码，填入break语句
        #********** Begin *********#
        break
        #********** End **********#

第2关：for 循环与 continue 语句:

任务描述：

        Python 中还为我们提供了一种循环结构：for循环。for循环可以遍历序列成员，直到序列中的成员全部都遍历完后才跳出循环。循环语句中有一个continue语句，这个语句的作用是跳出当前循环。

        以下场景便模拟了for循环结构与跳出当前循环的现实场景： 全班同学的试卷为一个序列，老师在批阅一个班同学的试卷时，需要从第一个同学开始一个一个批阅，然后根据每个同学的具体答卷情况给出最后得分。如果评阅到某张试卷时发现这位同学缺考，为空白卷，那么就不评阅这张试卷，直接评阅下一张。当全部同学的试卷都评阅完毕时，结束评阅，跳出循环。

相关知识：

 

 

 

一、for语句：

 

for语句的基本形式为：

1. for iteration_var in sequence:
2. 循环语句

依次遍历序列中的成员，执行循环语句。例如：

1. list = ['python','java','c','c++']
2. for book in list:
3. print("当前书籍为:",book)

二、continue语句：

continue语句的基本形式为：

1. for iteration_var in sequence:
2. 循环语句
3. if 判断语句1：
4. continue

当遍历序列时，如果判断语句1为真，则执行continue语句，跳出当前循环，直接进入下一次循环。例如：

1. list = ['python','java','c','c++']
2. count = 0
3. for book in list:
4. count += 1
5. if count == 3:
6. continue
7. print("当前书籍为:",book)

 

编程要求：

本关的编程任务是补全checkWork.py文件中的部分代码，具体要求如下：

• 填入循环遍历studentname列表的代码；

• 当遍历到缺席学生时，填入continue语句跳过此次循环。

本关涉及的代码文件checkWork.py的代码框架如下:

 

absencenum = int(input())
studentname = []
inputlist = input()
for i in inputlist.split(','):
   result = i
   studentname.append(result)
count = 0
# 请在此添加代码，填入循环遍历studentname列表的代码
########## Begin ##########
########## End ##########
    count += 1
    if(count == absencenum):
        # 请在下面填入continue语句
        ########## Begin ##########
        ########## End ##########
    print(student,"的试卷已阅")

测试说明：

本文的测试文件是checkWork.py，具体测试过程如下：

1. 平台自动编译生成checkWork.exe；

2. 平台运行checkWork.exe，并以标准输入方式提供测试输入；

3. 平台获取checkWork.exe输出，并将其输出与预期输出对比。如果一致则测试通过，否则测试失败。

以下是平台对src/step2/checkWork.py的样例测试集： 测试输入：

1. 2
2. zhangsan,lisi,wangwu,zhaoliu,qianqi

预期输出：

1. zhangsan 的试卷已阅
2. wangwu 的试卷已阅
3. zhaoliu 的试卷已阅
4. qianqi 的试卷已阅

---

开始你的任务吧，祝你成功！

 

 

absencenum = int(input())
studentname = []
inputlist = input()
for i in inputlist.split(','):
   result = i
   studentname.append(result)
count = 0
#请在此添加代码，填入循环遍历studentname列表的代码
#********** Begin *********#
for student in studentname:
#********** End **********#
    count += 1
    if(count == absencenum):
        #在下面填入continue语句
        #********** Begin *********#
        continue
        #********** End **********#
    print(student,"的试卷已阅")
 
 
    

第3关：循环嵌套：

任务描述：

        在Python 中，除了while循环与for循环，还有循环嵌套。循环嵌套就是在一个循环体里嵌入另一个循环。以下场景便模拟了循环嵌套与跳出循环的现实场景： 在一次考试结束后，学校需要统计每位同学的考试总成绩。在这个场景中，我们先将所有同学组成一个序列，然后遍历每位同学。在遍历到每位同学时还要遍历每位同学的每门分数并进行计算，最后得出每位同学的总成绩。

本关的任务是让学习者学会使用循环嵌套。

相关知识：

循环嵌套分为for循环嵌套和while循环嵌套。

一、for循环嵌套：

for循环嵌套的基本形式为：

1. for iteration_var in sequence:
2. for iteration_var in sequence:
3. 循环语句

例如：

1. for x in range(1,10):
2. for y in range(0,x):
3. result = x + y
4. print(result)

二、while循环嵌套：

while循环嵌套的基本形式为：

1. while 判断条件：
2. while 判断条件：
3. 循环语句

例如：

1. x = 1
2. y = 0
3. while x < 10:
4. while y < x:
5. result = x + y
6. print(result)
7. y += 1
8. x += 1
9. y = 0

编程要求：

本关的编程任务是补全sumScore.py文件中的部分代码，具体要求如下：

• 当输入学生人数后，填入在for循环遍历学生的代码；

• 当输入各科目的分数后的列表后，填入for循环遍历学生分数的代码。

本关涉及的代码文件sumScore.py的代码框架如下:

 

studentnum = int(input())
# 请在此添加代码，填入for循环遍历学生人数的代码
########## Begin ##########
########## End ##########
    sum = 0
    subjectscore = []
    inputlist = input()
    for i in inputlist.split(','):
        result = i
        subjectscore.append(result)
    # 请在此添加代码，填入for循环遍历学生分数的代码
    ########## Begin ##########
    ########## End ##########
        score = int(score)
        sum = sum + score
    print("第%d位同学的总分为:%d" %(student,sum))

测试说明：

 

本文的测试文件是sumScore.py，具体测试过程如下：

1. 平台自动编译生成sumScore.exe；

2. 平台运行sumScore.exe，并以标准输入方式提供测试输入；

3. 平台获取sumScore.exe输出，并将其输出与预期输出对比。如果一致则测试通过，否则测试失败。

以下是平台对src/step3/sumScore.py的样例测试集： 测试输入：

1. 2
2. 23,56,78,90
3. 21,56,78,76,91

预期输出：

1. 第0位同学的总分为:247
2. 第1位同学的总分为:322

---

开始你的任务吧，祝你成功！

 

studentnum = int(input())
#请在此添加代码，填入for循环遍历学生人数的代码
#********** Begin *********#
for student in range (studentnum):
#********** End **********#
    sum = 0
    subjectscore = []
    inputlist = input()
    for i in inputlist.split(','):
        result = i
        subjectscore.append(result)
    #请在此添加代码，填入for循环遍历学生分数的代码
    #********** Begin *********#
    for score in subjectscore:
    #********** End **********#
        score = int(score)
        sum = sum + score
    print("第%d位同学的总分为:%d" %(student,sum))
        

第4关：迭代器：

任务描述：

         迭代器用来循环访问一系列元素，它不仅可以迭代序列，也可以迭代不是序列但是表现出序列行为的对象。本关的任务是让学习者理解与学会使用迭代器。

相关知识：

一、迭代器的优点：

• 迭代器访问与for循环访问非常相似，但是也有不同之处。对于支持随机访问的数据结构如元组和列表，迭代器并无优势。因为迭代器在访问的时候会丢失数据索引值，但是如果遇到无法随机访问的数据结构如集合时，迭代器是唯一访问元素的方式；

• 迭代器仅仅在访问到某个元素时才使用该元素。在这之前，元素可以不存在，所以迭代器很适用于迭代一些无法预先知道元素总数的巨大的集合；

• 迭代器提供了一个统一的访问集合的接口，定义iter()方法对象，就可以使用迭代器访问。

二、理解迭代器：

可直接作用于for循环的数据类型如list、tuple、dict等统称为可迭代对象:Iterable。使用isinstance()可以判断一个对象是否是可迭代对象。例如：

1. from collections import Iterable
2. result = isinstance([],Iterable)
3. print(result)
4. result = isinstance((),Iterable)
5. print(result)
6. result = isinstance('python',Iterable)
7. print(result)
8. result = isinstance(213,Iterable)
9. print(result)

结果为：

1. True
2. True
3. True
4. False

可以被next()函数调用并不断返回下一个值的对象称为迭代器:Iterator。next()函数访问每一个对象，直到对象访问完毕，返回一个StopIteration异常。使用isinstance()可以判断一个对象是否是Iterator对象。例如：

1. from collections import Iterator
2. result = isinstance([],Iterator)
3. print(result)
4. result = isinstance((),Iterator)
5. print(result)
6. result = isinstance((x for x in range(10)),Iterator)
7. print(result)

结果为：

1. False
2. False
3. True

所有的Iterable都可以通过iter()函数转化为Iterator。

三、定义迭代器：

 

当自己定义迭代器时，需要定义一个类。类里面包含一个iter()函数，这个函数能够返回一个带next()方法的对象。例如：

1. class MyIterable:
2. def __iter__(self):
3. return MyIterator()
4. class MyIterator:
5. def __init__(self):
6. self.num = 0
7. def __next__(self):
8. self.num += 1
9. if self.num >= 10:
10. raise StopIteration
11. return self.num

四、复制迭代器：

迭代器当一次迭代完毕后就结束了，在此调用便会引发StopIteration异常。如果想要将迭代器保存起来，可以使用复制的方法:copy.deepcopy():x = copy.deepcopy(y)，不可使用赋值的方法，这样是不起作用的。

编程要求：

本关的编程任务是补全ListCalculate.py文件中的部分代码，具体要求如下：

• 当输入一个列表时，填入将列表List转换为迭代器的代码；

• 填入用next()函数遍历迭代器IterList的代码。

本关涉及的代码文件ListCalculate.py的代码框架如下:

List = []
member = input()
for i in member.split(','):
    result = i
    List.append(result)
# 请在此添加代码，将List转换为迭代器的代码
########## Begin ##########
########## End ##########
while True:
    try:
        # 请在此添加代码，用next()函数遍历IterList的代码
        ########## Begin ##########
        ########## End ##########
        result = int(num) * 2
        print(result)
    except StopIteration:
        break

测试说明：

本文的测试文件是ListCalculate.py，具体测试过程如下：

1. 平台自动编译生成ListCalculate.exe；

2. 平台运行ListCalculate.exe，并以标准输入方式提供测试输入；

3. 平台获取ListCalculate.exe输出，并将其输出与预期输出对比。如果一致则测试通过，否则测试失败。

以下是平台对src/step4/ListCalculate.py的样例测试集： 预期输入：

1. 5,6,7,8,9

预期输出：

1. 10
2. 12
3. 14
4. 16
5. 18

---

开始你的任务吧，祝你成功！

 

 

List = []
member = input()
for i in member.split(','):
    result = i
    List.append(result)
#请在此添加代码，将List转换为迭代器的代码
#********** Begin *********#
lterList=iter(List)
#********** End **********#
while True:
    try:
	    #请在此添加代码，用next()函数遍历IterList的代码
        #********** Begin *********#
        num=next(lterList)
        #********** End **********#
        result = int(num) * 2
        print(result)
    except StopIteration:
        break