Программирование разветвляющегося вычислительного процесса: Программирование разветвляющегося вычислительного процесса

Содержание

Программирование линейных и разветвляющихся алгоритмов

Лабораторная работа №2

Цель работы: Приобрести навыки программирования линейных и разветвляющихся вычислительных процессов.

Теоретические разделы для выполнения лабораторной работы

  1. Структура программы.
  2. Основные арифметические и математические операции и функции языка программирования.
  3. Структура логического оператора If

Задание к работе

Вычислить значение выражения с учетом области допустимых значений (по вариантам). Исходные данные задать самостоятельно.

  1. Программирование линейных вычислительных процессов
  2. Программирование разветвляющихся вычислительных процессов

Замечание

При выполнении лабораторной работы рекомендуется использовать метод разделения на части.

Пример

Вычислить выражение

Метод разделения на части состоит в следующем: исходное выражение разбиваем на элементарные части, например

а = sin(x)

b = x-2

c = cos(x)

После разбиения на части расчетная формула имеет следующий вид:

Область допустимых значений для этой функции:

b <> 0, c > 0

Текст программы с учетом ОДЗ:

Sub lr2_2()
	Dim x, y, a, b, c As Single

	x = Val(InputBox(“Введите значение х”))

	a = sin(x)
	b = x-2
	c = cos(x)

	If b<>0 Then
	 If c>0 Then
	 y=a/b-log(c)
	 MsgBox “Результат Y = ” & y,, “Вывод результатов”
	 Else
	 MsgBox “Подлогарифмическое выражение < = 0”, vbCritical, “Ошибка”
		End If
	Else
	 MsgBox “Знаменатель = 0” , vbCritical, “Ошибка”
	End If
End Sub

Контрольные вопросы

  1. Основные математические функции языка программирования, используемые в программе.
  2. Функция для ввода данных с клавиатуры.
  3. Функция для вывода результатов на экран.
  4. Структура оператора If.

Варианты заданий

Анатольев А.Г., 15.10.2012

Постоянный адрес этой страницы:

Практическая работа «ПРОГРАММИРОВАНИЕ РАЗВЕТВЛЯЮЩЕГОСЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА» Эксель

Работа 4. ПРОГРАММИРОВАНИЕ РАЗВЕТВЛЯЮЩЕГОСЯ

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА

Задание 1. Задать кусочно-непрерывную функцию f(x) с помощью условной функции ЕСЛИ и построить график f(x) для х от –1 до 5 с шагом 0,5

Пример:

,

,

если

в остальных случаях

–1

Примечание: выражение для f(x) читается так: если , то , иначе

Решение:

1. В ячейку А1 внести название переменной: x, в ячейку В1 внести обозначение функции: f(x).

2. Начиная с ячейки А2, заполнить столбец значениями х, начиная с –4 до 6, с шагом 0,5, используя автозаполнение.

3. В ячейку В2 внести формулу, вычисляющую значение f

(x) в зависимости от условия и протянуть для всех х, используя автозаполнение.

Значение y вычисляется с помощью функции ЕСЛИ. Она содержит три параметра, заключенных в скобки и разделенных точкой с запятой :

Тогда для примера формула для ячейки В2 будет следующей:

=ЕСЛИ( A2<=-1 ; SIN(A2) ; EXP(-A2) )

Вид решения: Построить точечную диаграмму

Варианты:

,

,

если x>=a

в остальных случаях

1,5

2)

f(x) =

если >=a

в остальных случаях

1,75

3)

f(x) =

,

,

если

в остальных случаях

2,7

4)

f(x) =

,

,

если

в остальных случаях

3,4

5)

f(x) =

,

если

в остальных случаях

0,9

6)

f(x) =

,

,

если

в остальных случаях

3

7)

f(x) =

,

если

в остальных случаях

3,2

8)

f(x) =

,

,

если

в остальных случаях

2,4

9)

f(x) =

,

,

если

в остальных случаях

2,9

10)

f(x) =

,

если

если

4,75

Задание 2. 2+1 ; 2*D2 ) )

  1. y =

  1. y =

  1. y =

  1. y =

  1. y =

  1. y =

  1. y =

  1. y =

  1. y =

10. y =

11. y =

12. y =

13. y =

14. y =

15. y =

16. y =

17. y =

18. y =

19. y =

20. y =

21. y =

22. y =

23. y =

24. y =

25. y =

26. y =

27. y =

28. y =

29. y =

30. y =

31. y =

32. y =

33. y =

34. y =

35. y =

36. N =

37. Z =

38. y =

39. x =

40. y =

41. y =

42. y =

43. y =

44. y =

45. y =

46. y =

47. y =

48. y =

49. y =

50. y =

51. y =

52. y =

53.

y =

54. z =

55. z =

56. z =

57. y =

58. y =

59. y =

60. y =

61. =

62. y =

63.  =

64. y = .

65. z =

66. z =

67. M =

68. y =

69. =

70. y =

71. =

72. y =

73. =

74.  =

75. J =

76. y =

77. =

78. n =

79. J =

80. =

81. l3 =

82. =

83. n3 =

84. R =

85. l =

86. m =

87. S =

88.

l =

89. =

90. =

91. m =

92. =

93. i3 =

94. m =

95. n =

96. l =

97. S =

98. =

99. =

100. V =

PO suicidal: программирование разветвляющегося вычислительного процесса


Разветвляющийся вычислительный процесс | Программирование для . ..
линии брикетирования соломы р6-лбс-50 и р6-лбс-100,
Программирование разветвляющихся вычислительных процессов …
фото маленькой пиздъ
Программирование разветвляющихся вычислительных процессов …
быт в древнем греции
Программирование разветвляющегося вычислительного процесса — Форум
задания на времена в английском языке
Программирование разветвляющегося вычислительного процесса
свадебный фотогравфии в поле
Программирование разветвляющегося вычислительного процесса
уход за кожей травы для ван
Программирование разветвляющегося вычислительного процесса
денис семенихин биография
15127_m.png?1238497047
маленький стих фёдора ивановича тютчева
Программирование разветвляющихся вычислительных процессов
видео голубей саратова
Лабораторная работа по basic Cкачать
задания для фонетического конкурса по английскому языку
Лабораторная работа №3. Программирование разветвляющихся . ..
скрипт рейтинга у рас в terran conflict
Лабораторная работа №3. Программирование разветвляющихся …
вакансии тэц липецк
INTUIT.ru: Курс: Программирование на ..: Лекция №4: Простейший …
площадь африканских стран по убыванию
Лабораторная работа №3. Программирование разветвляющихся …
модель станции скайлэб
Рогальский Франц Борисович
штукатурка графико кантри
Отладка программы (поиск ошибок) и проверка правильности работы …
видео голых телеведущих
Методические указания к выполнению домашней контрольной работы по …
санкт- петербургская епархия
Козин С.В., Коробов С.А. Методические указания к лабораторным …
фото маленьких легковых машинок
Заданы целые числа a и b. Выяснить, имеет ли точки разрыва функция …
аппарат после инсульта
Циклические вычислительные процессы | Программирование для …
площадки для обналички азарова 2012

tema:matematicheskie_i_logicheskie_osnovy_algoritmizacii [ЛИКТ 590]

Основы алгоритмизации и программирование

  • 1. Поиск информации для работы.

  • 2.Структурирование информации.

  • 3.Создание и оформление страницы на сайте.

  • 4.Создание презентации.

Алгоритм и его свойства Решение задач на компьютере основано на понятии алгоритма. Алгоритм – это точное предписание, определяющее вычислительный процесс, ведущий от варьируемых начальных данных к исходному результату.

Алгоритм означает точное описание некоторого процесса, инструкцию по его выполнению. Разработка алгоритма является сложным и трудоемким процессом. Алгоритмизация – это техника разработки (составления) алгоритма для решения задач на ЭВМ.

Изобразительные средства для описания (представление) алгоритма Для записи алгоритма решения задачи применяются следующие изобразительные способы их представления:

Словесно- формульное описание

Блок-схема (схема графических символов)

Алгоритмические языки

Операторные схемы

Псевдокод

Для записи алгоритма существует общая методика:

Каждый алгоритм должен иметь имя, которое раскрывает его смысл.

Необходимо обозначить начало и конец алгоритма.

Описать входные и выходные данные.

Указать команды, которые позволяют выполнять определенные действия над выделенными данными

Общий вид алгоритма Алгоритм: Название алгоритма Описание данных Начало Команды Конец

Формульно-словесный способ записи алгоритма характеризуется тем, что описание осуществляется с помощью слов и формул. Содержание последовательности этапов выполнения алгоритмов записывается на естественном профессиональном языке предметной области в произвольной форме.

Графический способ описания алгоритма (блок — схема) получил самое широкое распространение. Для графического описания алгоритмов используются схемы алгоритмов или блочные символы (блоки), которые соединяются между собой линиями связи.

Каждый этап вычислительного процесса представляется геометрическими фигурами (блоками). Они делятся на арифметические или вычислительные (прямоугольник), логические (ромб) и блоки ввода-вывода данных (параллелограмм).

Порядок выполнения этапов указывается стрелками, соединяющими блоки. Геометрические фигуры размещаются сверху вниз и слева на право. Нумерация блоков производится в порядке их размещения в схеме.

Алгоритмические языки — это специальное средство, предназначенное для записи алгоритмов в аналитическом виде. Алгоритмические языки близки к математическим выражениям и к естественным языкам. Каждый алгоритмический язык имеет свой словарь. Алгоритм, записанный на алгоритмическом языке, выполняется по строгим правилам этого конкретного языка. Операторные схемы алгоритмов. Суть этого способа описания алгоритма заключается в том, что каждый оператор обозначается буквой (например, А – арифметический оператор, Р – логический оператор и т.д.).

Операторы записываются слева направо в последовательности их выполнения, причем, каждый оператор имеет индекс, указывающий порядковый номер оператора. Алгоритм записывается в одну строку в виде последовательности операторов. Псевдокод – система команд абстрактной машины. Этот способ записи алгоритма с помощью операторов близких к алгоритмическим языкам. Принципы разработки алгоритмов и программ Типы алгоритмических процессов По структуре выполнения алгоритмы и программы делятся на три вида:

Линейные

Ветвящиеся

Циклические

Линейный алгоритм (линейная структура) – это такой алгоритм, в котором все действия выполняются последовательно друг за другом и только один раз. Схема представляет собой последовательность блоков, которые располагаются сверху вниз в порядке их выполнения. Первичные и промежуточные данные не оказывают влияния на направление процесса вычисления.

На практике часто встречаются задачи, в которых в зависимости от первоначальных условий или промежуточных результатов необходимо выполнить вычисления по одним или другим формулам.

Такие задачи можно описать с помощью алгоритмов разветвляющейся структуры. В таких алгоритмах выбор направления продолжения вычисления осуществляется по итогам проверки заданного условия. Ветвящиеся процессы описываются оператором IF (условие).

Для решения многих задач характерно многократное повторение отдельных участков вычислений. Для решения таких задач применяются алгоритмы циклической структуры (циклические алгоритмы). Цикл – последовательность команд, которая повторяется до тех пор, пока не будет выполнено заданное условие. Циклическое описание многократно повторяемых процессов значительно снижает трудоемкость написания программ. Существуют две схемы циклических вычислительных процессов. Особенностью первой схемы является то, что проверка условия выхода из цикла проводится до выполнения тела цикла. В том случае, если условие выхода из цикла выполняется, то тело цикла не выполняется ни разу.

Особенностью второй схемы является то, что цикл выполняется хоты бы один раз, так как первая проверка условия выхода из цикла осуществляется после того, как тело цикла выполнено.

Существуют циклы с известным числом повторений и итерационные циклы. При итерационном цикле выход из тела цикла, как правило, происходит при достижении заданной точности вычисления.

Языки программирования – это искусственные языки записи алгоритмов для исполнения их на ЭВМ. Программирование (кодирование) — составление программы по заданному алгоритму.

Классификация языков программирования. В общем, языки программирования делятся на две группы: операторные и функциональные. К функциональным относятся ЛИСП, ПРОЛОГ и т.д.

Операторные языки делятся на процедурные и непроцедурные (Smalltalk, QBE). Процедурные делятся на машино — ориентированные и машино – независимые.

К машино – ориентированным языкам относятся: машинные языки, автокоды, языки символического кодирования, ассемблеры.

К машино – независимым языкам относятся:

Процедурно – ориентированные (Паскаль, Фортран и др.)

Проблемно – ориентированные (ЛИСП и др.)

Объектно-ориентированные (Си++, Visual Basic, Java и др. )

Алфёров Степа 9б

http://lessons-tva.info/edu/e-inf1/e-inf1-4-2.html

Кружок «Web-программирование на PHP и JavaScript» :: Государственный Университет Телекоммуникаций

Кафедра Системного анализа уделяет большое внимание теоретической и практической подготовке студентов Государственного университета телекоммуникаций для обеспечения уровня их подготовки в соответствии с современным развитием науки, технологий и компетенций компаний-партнеров кафедры. Для обеспечения качества проведения занятий на кафедре создана современная лаборатория, в которой осуществляется подготовка специалистов по использованию современного программного обеспечения компаний-партнеров кафедры.

Учитывая потребность в стимулировании студентов-аналитиков к самообразованию путем углубленного изучения некоторых тем академических дисциплин, а также необходимость улучшения конкурентоспособности студентов университета на рынке труда путем изучения современных актуальных технологий, кафедра Системного анализа организовывает факультативное обучение, в частности, в виде студенческих научных кружков.

Приглашаем студентов университета взять участие в занятиях научного кружка «Web-программирование на PHP и JavaScript». На занятиях кружка будут рассматриваться основы серверной (Back End) и клиентской (Front End) web-разработки на языках PHP и JavaScript (чистые языки, без фреймворков).

Список тем занятий кружка следующий:

  • Основы PHP. Программирование линейных, разветвляющихся и циклических вычислительных процессов;
  • Подпрограммы и массивы в PHP;
  • Передача и обработка данных HTML-форм. Сессии и cookies на PHP;
  • PHP и MySQL. Создание запросов к БД с помощью расширения PDO;
  • Основы JavaScript (JS). Вычислительные процессы, функции и массивы в JS;
  • Обработка событий в JS. Валидация данных HTML-форм. Основы анимации на JS;
  • Технологии JSON и XML. AJAX.

На изучение каждой из тем выделяется четыре часа.

Початок занять 5 марта 2019 года. Термин обучения: с 5 марта по 29 мая 2019 года. Занятия будут проводиться: в марте – раз в неделю в ауд. 205; в апреле и мае – раз в две недели в ауд. 221.

Преподаватель:доцент кафедры Системного анализа, кандидат физико-математических наук Гололобов Дмитрий Александрович.

Для записи в кружок необходимо прислать письмо на электронный адрес [email protected] (в письме указать фамилию, имя, отчество и группу) или обратиться в ауд. 202.

Основы алгоритмизации и программирование. Алгоритмы, языки и программы

1.4. Сервисное программное обеспечение ПК и основы алгоритмизации

1.4.2. Основы алгоритмизации и языки программирования

Алгоритм и его свойства

Решение задач на компьютере основано на понятии алгоритма. Алгоритм – это точное предписание, определяющее вычислительный процесс, ведущий от варьируемых начальных данных к исходному результату.

Алгоритм означает точное описание некоторого процесса, инструкцию по его выполнению. Разработка алгоритма является сложным и трудоемким процессом. Алгоритмизация – это техника разработки (составления) алгоритма для решения задач на ЭВМ.

Изобразительные средства для описания (представление) алгоритма

Для записи алгоритма решения задачи применяются следующие изобразительные способы их представления:

  1. Словесно- формульное описание.
  2. Блок-схема (схема графических символов).
  3. Алгоритмические языки.
  4. Операторные схемы.
  5. Псевдокод.

Для записи алгоритма существует общая методика:

  1. Каждый алгоритм должен иметь имя, которое раскрывает его смысл.
  2. Необходимо обозначить начало и конец алгоритма.
  3. Описать входные и выходные данные.
  4. Указать команды, которые позволяют выполнять определенные действия над выделенными данными.

Общий вид алгоритма:

  • название алгоритма;
  • описание данных;
  • начало;
  • команды;
  • конец.

Формульно-словесный способ записи алгоритма характеризуется тем, что описание осуществляется с помощью слов и формул. Содержание последовательности этапов выполнения алгоритмов записывается на естественном профессиональном языке предметной области в произвольной форме.

Графический способ описания алгоритма (блок — схема) получил самое широкое распространение. Для графического описания алгоритмов используются схемы алгоритмов или блочные символы (блоки), которые соединяются между собой линиями связи.

Каждый этап вычислительного процесса  представляется геометрическими фигурами (блоками). Они делятся на арифметические или вычислительные (прямоугольник), логические (ромб) и блоки ввода-вывода данных (параллелограмм).

Схемы алгоритмов:


Рис. 1.

Порядок выполнения этапов указывается стрелками, соединяющими блоки. Геометрические фигуры размещаются сверху вниз и слева на право. Нумерация блоков производится в порядке их размещения в схеме.

Алгоритмические языки  — это специальное средство, предназначенное для записи алгоритмов в аналитическом виде. Алгоритмические языки близки к математическим выражениям и к естественным языкам. Каждый алгоритмический язык имеет свой словарь. Алгоритм, записанный на алгоритмическом языке, выполняется по строгим правилам этого конкретного языка.

Операторные схемы алгоритмов. Суть этого способа описания алгоритма заключается в том, что каждый оператор обозначается буквой (например, А – арифметический оператор, Р – логический оператор и т. д.).

Операторы записываются слева направо в последовательности их выполнения, причем, каждый оператор имеет индекс, указывающий порядковый номер оператора. Алгоритм записывается в одну строку в виде последовательности операторов.

Псевдокод – система команд абстрактной машины. Этот способ записи алгоритма с помощью операторов близких к алгоритмическим языкам.

Принципы разработки алгоритмов и программ

Типы алгоритмических процессов

По структуре выполнения алгоритмы и программы делятся на три вида:

  • линейные;
  • ветвящиеся;
  • циклические;

Линейные вычислительные процессы

Линейный алгоритм (линейная структура) – это такой алгоритм, в котором все действия выполняются последовательно друг за другом и только один раз. Схема представляет собой последовательность блоков, которые располагаются сверху вниз в порядке их выполнения. Первичные и промежуточные данные не оказывают влияния на направление процесса вычисления.

Алгоритмы разветвляющейся структуры

На практике часто встречаются задачи, в которых в зависимости от первоначальных условий или промежуточных результатов необходимо выполнить вычисления по одним или другим формулам.

Такие задачи можно описать с помощью алгоритмов разветвляющейся структуры. В таких алгоритмах выбор направления продолжения вычисления осуществляется по итогам проверки заданного условия. Ветвящиеся процессы описываются оператором IF (условие).


Рис. 2.

Циклические вычислительные процессы

Для решения многих задач характерно многократное повторение отдельных участков вычислений. Для решения таких задач применяются алгоритмы циклической структуры (циклические алгоритмы). Цикл – последовательность команд, которая повторяется до тех пор, пока не будет выполнено заданное условие. Циклическое описание многократно повторяемых процессов значительно снижает трудоемкость написания программ.

Существуют две схемы циклических вычислительных процессов.


Рис. 3.

Особенностью первой схемы является то, что проверка условия выхода из цикла проводится до выполнения тела цикла. В том случае, если условие выхода из цикла выполняется, то тело цикла не выполняется ни разу.

Особенностью второй  схемы является то, что цикл выполняется хоты бы один раз, так как первая проверка условия выхода из цикла осуществляется после того, как тело цикла выполнено.

Существуют циклы с известным числом повторений и итерационные циклы. При итерационном цикле выход из тела цикла, как правило, происходит при достижении заданной точности вычисления.

Языки программирования

Языки программирования – это искусственные языки записи алгоритмов для исполнения их на ЭВМ. Программирование (кодирование) — составление программы по заданному алгоритму.

Классификация языков программирования. В общем, языки программирования делятся на две группы: операторные и функциональные. К функциональным относятся ЛИСП, ПРОЛОГ и т.д.

Операторные языки делятся на процедурные и непроцедурные (Smalltalk, QBE). Процедурные делятся на машино — ориентированные и машино – независимые.

К машино – ориентированным языкам относятся: машинные языки, автокоды, языки символического кодирования, ассемблеры.

К машино – независимым языкам относятся:

  1. Процедурно – ориентированные (Паскаль, Фортран и др.).
  2. Проблемно – ориентированные (ЛИСП и др. ).
  3. Объектно-ориентированные (Си++, Visual Basic, Java и др.).

Далее…>>> Тема: 1.1.1. Объект, предмет, методы и задачи экономической информатики

Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет — Сибстрин

О режиме работы университета в весеннем семестре 2021 года

Уважаемые преподаватели, студенты, сотрудники университета! В соответствии с рекомендациями Министерства науки и высшего образования Российской Федерации, рекомендаций Роспотребнадзора по профилактике новой коронавирусной инфекции в образовательных организациях высшего образования принято решение по реализации образовательного процесса в весеннем семестре 2021 года. С 1 по 7 февраля 2021 года учебный процесс будет осуществляться в дистанционном формате в соответствии с расписанием. С 8 февраля 2021 года университет возвращается к традиционному формату обучения. Учебный процесс по образовательным программам очной формы обучения будет реализовываться в смешанном формате: для основного потока студентов очно, и с применением дистанционных технологий для студентов, находящихся за пределами РФ и не имеющих возможности вернуться в Новосибирск.

Приглашаем принять участие в собрании, посвященном Дню российской науки!

Уважаемые преподаватели, сотрудники, студенты и аспиранты НГАСУ (Сибстрин)! 8 февраля 2021 года (понедельник) в ауд. 306 пройдет торжественное собрание, посвященное Дню российской науки. Начало в 14.00. В рамках собрания состоится подведение научных итогов университета за 2020 год и награждение победителей конкурсов «Молодой ученый НГАСУ (Сибстрин) 2020 года», «Аспирант НГАСУ (Сибстрин) 2020 года», «Студент-исследователь НГАСУ (Сибстрин) 2020 года». Мероприятие пройдет с соблюдением мер профилактики COVID-19. Маски обязательны. Приглашаем вас принять участие в собрании!

Итоги участия НГАСУ (Сибстрин) в федеральном проекте «Новые возможности для каждого» в цифрах

В 2020 году Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет (Сибстрин) получил грант на реализацию федеральной программы «Новые возможности для каждого» национального проекта «Образование». Цель программы – создание условий для непрерывного обновления гражданами профессиональных знаний и приобретения ими новых профессиональных навыков. В ноябре и декабре 2020 года Институт дополнительного образования НГАСУ (Сибстрин) обучил более 3000 слушателей от Владивостока до Калининграда. Участие НГАСУ (Сибстрин) в повышении квалификации специалистов строительной отрасли отмечено Благодарственными письмами Национального объединения строителей, Государственного специализированного проектного института, ведущей инжиниринговой компании России АО «Эннова».

Стипендиальная программа для ученых от Польской академии наук

Польская академия наук запустила стипендиальную программу PASIFIC. Программа учреждена Польской академией наук при финансовой поддержке Европейского Союза в рамках MSCA COFUND. Цель программы – дать возможность 50 ученым любой национальности, имеющим степень кандидат наук или ее эквивалент, пройти двухлетние научные стажировки в институтах Польской академии наук и в Международном Институте Молекулярной и Клеточной биологии. Стипендиаты программы будут избраны в двух конкурсах, объявленных в 2021 году. Даты проведения конкурса: с 15.03.2021 по 30.06.2021 (первый этап) и с 15.09.2021 по 30.12.2021 (второй этап).

выражений ветвления — основы программирования

Кеннет Лерой Басби

Обзор

Ветвь — это инструкция в компьютерной программе, которая может заставить компьютер начать выполнение другой последовательности инструкций и, таким образом, отклониться от своего поведения по умолчанию при выполнении инструкций по порядку. Общие операторы ветвления включают break , continue , return и goto .

Обсуждение

Операторы ветвления позволяют потоку выполнения переходить к другой части программы.Общие операторы ветвления, используемые в других управляющих структурах, включают: break , continue , return и goto . Goto редко используется в модульном структурированном программировании. Кроме того, мы добавим в наш список элементов ветвления предопределенную функцию, обычно используемую в языках программирования: , выход .

Примеры

перерыв

Разрыв используется одним из двух способов; с переключателем, чтобы заставить его действовать как структура case или как часть процесса цикла, чтобы выйти из цикла.Ниже показано, что цикл будет выполняться 8 раз, но оператор break останавливает его на пятой итерации.

 counter = 0;
Пока счетчик <8
    Выходной счетчик
    Если counter == 4
        перерыв
    счетчик + = 1 
продолжить

Следующее показывает, что цикл будет печататься на мониторе 8 раз, но оператор continue заставляет его не печатать число 4.

 Для counter = 0, counter <8, counter + = 1
    Если counter == 4
        Продолжать
    Счетчик выходов 
возврат

Оператор return завершает функцию и возвращается к оператору, в котором функция была вызвана.

 Функция DoSometing
    заявления
Возврат <необязательное возвращаемое значение> 
перейти

Структура goto обычно не приемлема в хорошо структурированном программировании. Однако некоторые языки программирования позволяют создавать метку с именем идентификатора, за которым следует двоеточие. Вы используете командное слово goto , за которым следует метка.

 несколько строк кода;
метка перехода; // переходит к метке
несколько строк кода;
несколько строк кода;
несколько строк кода;
метка: какое-то заявление; // Объявленная метка
несколько строк кода; 
выход

Хотя exit технически является предопределенной функцией, здесь она рассматривается из-за ее обычного использования в программировании.Хорошим примером является открытие файла с последующим тестированием, чтобы увидеть, действительно ли он был открыт. В противном случае у нас есть ошибка, которая обычно указывает на то, что мы хотим преждевременно остановить выполнение программы. Функция выхода завершает выполнение программы и в процессе возвращает целочисленное значение обратно в операционную систему. Это соответствует определению ветвления, которое означает переход в другое место в программе.

Ключевые термины

операторы ветвления
Разрешить переход потока выполнения к другой части программы.
перерыв
Оператор ветвления, завершающий существующую структуру.
продолжить
Оператор ветвления, заставляющий цикл останавливать текущую итерацию и начинать следующую.
выход
Предопределенная функция, используемая для преждевременной остановки программы и возврата в операционную систему.
перейти
Оператор неструктурированного ветвления, вызывающий переход логики в другое место в программе.
возврат
Оператор ветвления, заставляющий функцию возвращаться к функции, которая ее вызвала.

Список литературы

Основы условного ветвления | Вычислительные методы в гражданской сфере в Стэнфордском университете

Примечание: я планирую немного расширить этот раздел, но вы также можете просто прочитать отличный урок здесь: Глава 2: Управление потоком [Al Sweigart; Автоматизируйте скучный материал] # - url: http: // c2.com / cgi / wiki? FizzBuzzTest -

Я рекомендую вам прочитать урок по основам цикла for, поскольку использование операторов if / else не приносит большого удовольствия, если вы запускаете код только один раз. Но они могут существовать сами по себе, поэтому начнем с простого:

  если 1> 0:
    print («Единица больше нуля»)
  

Сохранение этого кода в файл (например, my_first_if.py , затем запуск через интерпретатор Python командной строки:

  $ python my_first_if.ру
Один больше нуля
  

Да, это не должно показаться откровением. Настройте первую строку скрипта, превратив знак больше (т. Е. > ) в знак меньше , т. Е. <. Вы также можете изменить функцию print () , чтобы печатать что-то бессмысленное, хотя это не имеет значения:

 , если 1 <0:
    print ("Единица меньше нуля ?????")
  

Теперь запустите скрипт - вы не должны получить никакого вывода:

  $ python my_first_if.ру
  

Это ошибка? Вы ожидали, что функция print () действительно выполнит и выведет что-то на экран? Хотя это может быть «реальная» ошибка или ошибка человеческих ожиданий (т.е. вы ожидали, что программа что-то сделает, но не осознали вашу логическую ошибку ), интерпретатор Python сделал именно то, что должен был : с if-оператором , мы сообщаем ему: Выполнить этот блок кода, если указанное условие истинно .

Поскольку 1 - это , а не меньше, чем 0 , кодовый блок с отступом, то есть функция print () , никогда не запускается.

Используя оператор if , мы создали в нашем коде ветвь , которой интерпретатор может следовать, а может и не следовать. Наряду с циклами это представляет собой совершенно иную парадигму программирования, чем просто ввод кода строка за строкой и ожидание его выполнения. Когда мы можем писать условные переходы, мы можем писать программы, которые принимают решения сами, без необходимости нашего присутствия, написания и выполнения кода построчно.

Анатомия простого оператора if

Давайте посмотрим на основные части этого простого оператора if - опять же, я рекомендую вам прочитать урок по основам цикла for, поскольку некоторые из концепций те же самые (в основном, кодовый блок с отступом ):

  если 1> 0:
    print («Единица больше нуля»)
  
  • Ключевое слово if является одним из специальных зарезервированных ключевых слов Python
  • Сразу после ключевого слова if стоит выражение , которое оценивается как Истинно или Ложно
  • Сразу после выражения стоит двоеточие , которое означает для интерпретатора Python, что кодовый блок с отступом , который следует в следующих строках, должен быть выполнен , если выражение Истина
  • Блок кода, который может состоять из любого числа строк и конструкций кода, который должен быть условно выполнен, находится на том же уровне отступа, 4 пробела от оператора if

Хотя вполне допустимо иметь оператор if из-за его одиночества, вы часто будете использовать его в сочетании с ключевым словом else , которое обозначает блок кода, который должен быть выполнен if выражение в if - выписка Ложь :

 , если x> 0:
    print ("Это положительное число")
еще:
    print («Это не положительное число»)
  

Ключевое слово , иначе , например , если , является зарезервированным ключевым словом Python. Он имеет отступ на том же уровне, что и соответствующий оператор if . В отличие от оператора if , выражение else не предоставляется, поскольку блок else выполняется для каждой ситуации, в которой выражение if ложно.

В приведенном выше фрагменте кода ветвь else выполняется, когда x является отрицательным числом, например -42 . Но он также будет выполнен, если x равно точно 0 .

Еще одно замечание: никогда не имеет смысл иметь оператор else без соответствующего оператора if (э ... кроме попробуйте / за исключением ветвей, которые представляют собой другой вид условного ветвления это мы обсудим гораздо позже).

Простой оператор if / elif / else

Как и в реальной жизни, программы часто должны выбирать не просто True или False . Для ситуаций, в которых есть три или более вариантов, есть ключевое слово elif , которое является сокращением для иначе, если . Он построен практически так же, как оператор , если , за исключением того, что всегда появляется после и , если . И, если условное ветвление включает в себя оператор else , elif всегда идет перед оператором else :

 , если x <0:
    print («x отрицательный»)
elif x == 0:
    print ("x равно 0")
еще:
    print ("x положительный")
  

Вы можете разместить столько операторов elif , сколько хотите:

 , если буква «а»:
    print («а означает яблоко»)
буква elif - это 'b':
    print ('b означает банан')
Буква elif - это 'c':
    print ('c означает кокос')
буква elif - это 'd':
    print ('d означает драконий фрукт')
Буква elif - это 'z':
    print ('z для стейков зебры')
еще:
    print ("Я не знаю, что это:", письмо)
  

Если вы следили за этим до этого момента, печатая каждую строку этих банальных примеров . .. значение ветвления if / else может не показаться ... самоочевидным.Это потому, что условное ветвление имеет значение только тогда, когда вы находитесь на этапе написания автоматизированной программы, в которой компьютер, как ожидается, совершит тысячи / миллион действий от вашего имени.

Мне сложно проиллюстрировать операторы if без использования какого-либо цикла (или функции), поэтому, пожалуйста, прочтите урок о циклах for.

Затем посмотрите на следующий пример цикла for, который перебирает строковый литерал:

  для письма в "привет":
    печать (письмо)
  

Введите и запустите код, если вы не знаете, что он делает - я предполагаю, что вы можете выяснить, что он печатает каждую букву заданной текстовой строки (например,г. привет ) на отдельных строках:

  ч
е
л
л
о
  

Теперь давайте добавим один простой оператор if:

  для письма в "привет":
    если буква «е»:
        print (буква, «гласная»)
  

Предсказать, какой будет результат. Если вы не понимаете, что происходит, запишите это в интерактивной оболочке Python. Иногда набор даже простых фрагментов кода может заставить вещи щелкнуть:

Вот результат, который вы должны увидеть:

  >>> для письма в 'привет':
... если буква "е":
... print (буква, «гласная»)
е - гласная
  

Почему не напечатаны другие буквы? Поскольку функция print () вложена в блок кода, который следует за заявлением if . Нет print () вызова за пределами этого блока.

Но давайте продолжим и добавим ветку elif :

  для письма в "привет":
    если буква «е»:
        print (буква, «гласная»)
    буква elif - это 'o':
        print (буква, «гласная»)
  

Опять же, спрогнозируем результат.Затем напишите код - на этом этапе я рекомендую сделать это в сценарии Python - назовите его как-то вроде ifelsetest.py и запустите его через интерпретатор Python командной строки:

  $ python ifelsetest. py
е - гласная
о - гласная
  

Теперь давайте добавим ветвь else , которая действует как универсальная для всех букв , а не e или o :

  для письма в "привет":
    если буква «е»:
        print (буква, «гласная»)
    буква elif - это 'o':
        print (буква, «гласная»)
    еще:
        print (буква, «не гласная»)
  

Опять же, предположим, что вы записали код в текстовый файл и сохранили его как ifelsetest.py , вот что вы должны увидеть при запуске скрипта из командной строки интерпретатора Python:

  $ python ifelsetest.py
h не гласная
е - гласная
l не гласная
l не гласная
о - гласная
  

Давайте сделаем еще одну модификацию скрипта: вместо повторения "hello" , переберите "hello world" . И чтобы было немного проще, мы назначим строку переменной:

  x = "привет, мир!"
для буквы x:
    если буква «е»:
        print (буква, «гласная»)
    буква elif - это 'o':
        print (буква, «гласная»)
    еще:
        print (буква, «не гласная»)
  

Результат выполнения вышеуказанного скрипта:

  $ python ifelsetest. ру
h не гласная
е - гласная
l не гласная
l не гласная
о - гласная
  не гласная
w не гласная
о - гласная
r не гласная
l не гласная
d не гласная
! не гласная
  

Ладно, это хромает…, за петлю или нет. Но давайте потерпим немного больше скуки, чтобы убедиться, что нам полностью комфортно с if / elif / else ветвление:

  x = "привет, прощай!"
для буквы x:
    если буква «а»:
        print (буква, «гласная»)
    если буква «е»:
        print (буква, «гласная»)
    если буква «i»:
        print (буква, «гласная»)
    буква elif - это 'o':
        print (буква, «гласная»)
    буква elif - это 'u':
        print (буква, «гласная»)
    еще:
        print (буква, «не гласная»)
  

Существует множество способов написания выражений True / False на Python, так что для их изучения требуется отдельный урок.Однако понимание того, как создавать составные выражения (т.е. тестирование сразу нескольких условий), может значительно упростить вашу логику if / elif / else .

Вот более простая версия приведенного выше фрагмента:

  x = "привет, прощай!"
для q в x:
    если q равно 'a' или q равно 'e' или q равно 'i' или q равно 'o' или q равно 'u':
        print (q, "гласная")
    еще:
        print (q, «не гласная»)
  

И, как только вы лучше поймете ключевое слово в и то, как оно используется, чтобы увидеть, содержится ли один строковый литерал другим, логика может быть столь же простой, как это:

  x = "привет, прощай!"
для q в x:
    если q в 'aeiou':
        print (q, 'гласная')
    еще:
        print (q, 'не гласная')
  

По общему признанию, ни один из приведенных выше примеров не является очень захватывающим, вне зависимости от цикла.Трудно придумать примеры условного ветвления, которые имеют реальное значение, которое не сбивает с толку, чтобы интерпретировать .

Достаточно узнать синтаксис; последующие уроки прояснят, насколько ценно условное ветвление.

Предполагая, что вы прочитали раздел о циклах for, посмотрите, сможете ли вы решить классический тест FizzBuzz, который якобы поставил в тупик бесчисленное количество программистов на собеседовании, но полностью выполним с помощью циклов и условного ветвления.

Прогнозирование ветвлений

- все, что вам нужно знать. | Харшал Парех | The Startup

Проще говоря, побитовые операторы быстрее логических?

&& лениво вычисляет правое выражение (т.е. только если LHS истинно), что подразумевает условное выражение, тогда как в Java и в этом контексте гарантируется строгая оценка обоих (логических) подвыражений. Результат значения одинаков в любом случае.

, когда значение > = x и значение <= y имеют одинаковую вероятность истинно или ложно без определенного шаблона, будет использовать оператор и быстрее, чем использование && ?

Давайте посмотрим на байт-код:

 общедоступный withANDAND (III) Z 
L0
LINENUMBER 8 L0
ILOAD 2
ILOAD 1
IF_ICMPLT L1
ILOAD 2
ILOAD 3
IF_ICMPGT
LIN
LURN
L1
ЛИНИЙНЫЙ НОМЕР 11 L1
ИМЯ РАМА
ICONST_0
IRETURN
L3
LOCALVARIABLE this Ltest / lsoto / AndTest; L0 L3 0
LOCALVARIABLE x I L0 L3 1
LOCALVARIABLE value I L0 L3 2
LOCALVARIABLE y I L0 L3 3
MAXSTACK = 2
MAXLOCALS = 4 // флаги доступа 0x1
public withAND (III) LEN) Z

ILOAD 2
ILOAD 1
IF_ICMPLT L1
ICONST_1
GOTO L2
L1
ИМЯ КАДР
ICONST_0
L2
FRAME SAME1 I
ILOAD 2
ILOAD 3
IFAME_474_ICMP09 LOAD 3
IFAME_474_ICMP09 LOAD
IFAME_474 LONGOT 9047 L4
РАМА ПОЛНАЯ [test / lsoto / AndTest III] [II]
IAND
IFEQ L5
L6
ЛИНЕЙНЫЙ НОМЕР 16 L6
ICONST_1
IRETURN
L5
ЛИНЕЙНЫЙ НОМЕР 18 L5
IRETURN SAME

9 LURETURLE
LURLE
LURETSAME
ICONSTOC ЖЕ
LURLE
LURLE
lsoto / AndTest; L0 L7 0
LOCALVARIABLE x I L0 L7 1
LOCALVARIABLE value I L0 L7 2
LOCALVARIABLE y I L0 L7 3
MAXSTACK = 3
MAXLOCALS = 4

Как видно, withANDAND () генерирует два условных перехода ( ) генерирует три условных перехода .

Хотя я не очень хорошо разбираюсь в байт-коде Java и, возможно, что-то упустил, мне кажется, что и на самом деле будут выполнять хуже , чем && в каждом случае: он генерирует больше инструкций для выполнения, включая больше условных переходов для предсказания и, возможно, неудачи. [3]

Что заставляет меня думать, что метод Google Guava «Сила двух»:

Является ли использование и (где && было бы более нормальным) реальной оптимизацией?

Intel ASM-код для исходного метода:

 # {method} {0x0000000017580af0} 'isPowerOfTwoAND' '(J) Z' в 'AndTest' 
# this: rdx: rdx = 'AndTest'
# parm0: r8: r8 = длинный
...
0x0000000003103bbe: movabs rax, 0x0
0x0000000003103bc8: cmp rax, r8
0x0000000003103bcb: movabs rax, 0x175811f0; {метаданные (данные метода для {method} {0x0000000017580af0} 'isPowerOfTwoAND' '(J) Z' в 'AndTest')}
0x0000000003103bd5: movabs rsi, 0x108
0x0000000003103bdf: jge 0x000000478000000000000000000000000: jge 0x00000047

03bee: jge 0x00000047

03be rdi, QWORD PTR [rax + rsi * 1]
0x0000000003103bf3: lea rdi, [rdi + 0x1]
0x0000000003103bf7: mov QWORD PTR [rax + rsi * 1], rdi
0x0000000003103c0000x03: jge0000000003103c0000000; , 0x175811f0; {метаданные (данные метода для {method} {0x0000000017580af0} 'isPowerOfTwoAND' '(J) Z' в 'AndTest')}
0x0000000003103c0b: inc DWORD PTR [rax + 0x128]
0x0000000003103c11: mov eax

000c00: mov eax1030000c00: mov eax1030000c, 0x200000 90 ; * Гото
0x0000000003103c1b: MOV EAX, 0x0; * lload_1
0x0000000003103c20: мов риши, r8
0x0000000003103c23: movabs r10,0x1
0x0000000003103c2d: суб риши, r10
0x0000000003103c30: и риши, r8
0x0000000003103c33: movabs RDI, 0x0
0x0000000003103c3d : cmp rsi, rdi
0x0000000003103c40: movabs rsi, 0x175811f0; {метаданные (данные метода для {method} {0x0000000017580af0} 'isPowerOfTwoAND' '(J) Z' в 'AndTest')}
0x0000000003103c4a: movabs rdi, 0x140
0x0000000003103c54: jne 0x00000047

0000000000000000: jne 0x00000047

00000000000000000000: jne 0x0000004700000000003c rbx, QWORD PTR [rsi + rdi * 1]
0x0000000003103c68: lea rbx, [rbx + 0x1]
0x0000000003103c6c: mov QWORD PTR [rsi + rdi * 1], rbx
0x0000000003103c000000; rbx
0x0000000003103c000000; , 0x175811f0; {метаданные (данные метода для {method} {0x0000000017580af0} 'isPowerOfTwoAND' '(J) Z' в 'AndTest')}
0x0000000003103c80: inc DWORD PTR [rsi + 0x160]
0x0000000003103c86: mov esi10310x1000000 ; * goto
0x0000000003103c90: mov esi, 0x0; * iand
0x0000000003103c95: и rsi, rax
0x0000000003103c98: и esi, 0x1
0x0000000003103c9b: mov rax, rs1030000000003103c9b: mov rax, rs1030000009 047

000003103c9b: mov rax, rs103000000: 0 047

003 DWORD PTR [rip + 0xfffffffffe44c457], eax # 0x0000000001550100
0x0000000003103ca9: ret

Код Intel ASM для модифицированного метода:

 # {method} {0x0000000017580bd0} 'isPowerOfTwoAND '47' (J) : rdx: rdx = 'AndTest' 
# parm0: r8: r8 = long
. ..
0x0000000003103438: movabs Ракс, 0x0
0x0000000003103442: CMP Ракс, r8
0x0000000003103445: JGE 0x0000000003103471; * ПТРУП
0x000000000310344b: мов Ракс, r8
0x000000000310344e: movabs r10,0x1
0x0000000003103458: суб Ракс, r10
0x000000000310345b: и RAX , r8
0x000000000310345e: movabs риши, 0x0
0x0000000003103468: CMP Ракс, RSi
0x000000000310346b: JE 0x000000000310347b; * ПТРУП
0x0000000003103471: MOV EAX, 0x0
0x0000000003103476: JMP 0x0000000003103480; * ireturn
0x000000000310347b: MOV EAX, 0x1; * Гото
0x0000000003103480: и eax, 0x1
0x0000000003103483: добавить rsp, 0x40
0x0000000003103487: pop rbp
0x0000000003103488: тестовый код DWORD PTR [rip + 0xfffffffffe44cc72], eax # 0xfffffffffffe44cc720001: сборка компилятора
01 0xfffffffffe44cc72 меньше

000

2009000 версия && , чем для и 900 Guava 08 версия.Таким образом, все указывает на то, что метод Guava и менее эффективен, чем более «естественная» версия && .

Или нет?

При компиляции тех же методов с Java 7, ассемблерный код, сгенерированный JIT-компилятором для методов и , теперь содержит только один условный переход и намного короче!

Итак, является ли использование и (где && было бы более нормальным) реальной оптимизацией?

Ответ тот же , даже для этого (очень!) Конкретного сценария: это зависит от вашей реализации JVM, вашего компилятора, вашего процессора и ваших входных данных .

Глава 3. Архитектура компьютера

Для значительного упрощения компьютер состоит из центрального процессор (ЦП), прикрепленный к памяти. Рисунок выше иллюстрирует общий принцип, лежащий в основе всего компьютера операции.

ЦП выполняет инструкции, считанные из памяти. Есть две категории инструкций

Итак, в примере мы просто добавляем 100 к сохраненному значению в памяти и сохранение этого нового результата обратно в память.

Помимо загрузки или хранения, другие важные работа ЦП - , ветвление .Внутри ЦП сохраняет запись следующей инструкции для быть выполнено в указателе инструкции . Обычно указатель инструкции увеличивается, чтобы указать на следующая инструкция последовательно; инструкция ветвления будет обычно проверяют, равен ли конкретный регистр нулю или флагу установить и, если да, изменит указатель на другой адрес. Таким образом, следующая инструкция для выполнения будет из другая часть программы; вот как петли и решение заявления работают.

Например, такой оператор, как , если (x == 0) может быть реализовано путем нахождения или из двух регистров, один держа x и другой ноль; если результат равен нулю, сравнение верно (т.е. все биты x были нулевыми) и тело утверждение должно быть принято, иначе разветвление мимо тела код.

Мы все знакомы со скоростью компьютера, учитывая в мегагерцах или гигагерцах (миллионы или тысячи миллионов циклов в секунду). Это часы . скорость , поскольку это скорость, с которой внутренние часы внутри компьютерных импульсов.

Импульсы используются в процессоре для его сохранения внутренне синхронизирован. На каждом тике или пульсе другой операция может быть запущена; думай о часах как о человеке удары в барабан, чтобы весла гребца синхронизировались.

Выборка, декодирование, выполнение, сохранение

Выполнение отдельной инструкции состоит из определенного цикл событий; получение, декодирование, выполнение и хранение.

Например, чтобы сделать добавить инструкций над ЦП должен

  1. Fetch: получить инструкцию из памяти в процессор.

  2. Декодирование: внутреннее декодирование того, что он должен делать (в этом случай добавить).

  3. Execute: фактически брать значения из регистров сложите их вместе

  4. Сохранить: сохранить результат обратно в другой регистр. Вы также можете увидеть термин , уходящий на пенсию Инструкция.

Внутри ЦП имеет множество различных подкомпонентов, которые выполнить каждый из вышеперечисленных шагов, и, как правило, все они могут происходят независимо друг от друга. Это аналогично физическая производственная линия, где есть много станций, где у каждого шага есть своя задача. Как только это будет сделано, это может передать результаты на следующую станцию ​​и ввести новый ввод в работа над.

Рисунок 3.2. Внутри ЦП

ЦП состоит из множества различных подкомпоненты, каждый из которых выполняет свою задачу.

Рисунок 3.2, «Внутри ЦП» показывает очень простая блок-схема, иллюстрирующая некоторые из основных частей современного процессора.

Видно, что инструкции приходят и расшифровываются процессор. ЦП имеет два основных типа регистров: для целых вычислений и для с плавающей точкой вычислений. Плавающий точка - это способ представления чисел с десятичным разрядом в двоичная форма и обрабатывается по-разному в ЦП. MMX (расширение мультимедиа) и SSE (потоковая передача одной инструкции Multiple Data) или регистры Altivec похожи на регистры с плавающей запятой.

Регистровый файл является коллективным имя регистров внутри ЦП. Ниже у нас есть части процессора, которые действительно делают всю работу.

Мы сказали, что процессоры либо загружают, либо сохраняют значение в регистр или из регистра в память, или выполнение некоторая операция со значениями в регистрах.

Устройство арифметической логики (ALU) сердце работы центрального процессора. Принимает значения в регистрах и выполняет любую из множества операций, которые использует ЦП. способен. Все современные процессоры имеют ряд ALU, поэтому каждый может работать независимо. На самом деле процессоры такие поскольку у Pentium есть и , и , и медленный ALU; быстрые меньше (так вы можете разместить больше на процессоре) но можете делать только самые обычные операций, медленные ALU могут выполнять все операции, но больше.

Блок генерации адресов (AGU) обрабатывает взаимодействие с кешем и основной памятью, чтобы получить значения в регистры для ALU для работы и получения значений из регистрируется обратно в основную память.

Регистры с плавающей запятой имеют те же концепции, но используют немного другая терминология для их компонентов.

Как мы видим выше, пока ALU добавляет регистры вместе полностью отделены от AGU, записывая значения обратно в память, поэтому нет причин, по которым ЦП не может оба сразу.У нас также есть несколько ALU в системе, каждый которые могут работать по отдельным инструкциям. Наконец ЦП мог выполнять некоторые операции с плавающей запятой со своим логика с плавающей запятой, пока выполняются целочисленные инструкции тоже. Этот процесс называется конвейерной обработки и процессора, который может это сделать, называется суперскаляр архитектура . Все современные процессоры суперскалярный.

Еще одна аналогия - рассматривать трубопровод как шланг, который наполняется мрамором, за исключением того, что наши шарики инструкции для ЦП.В идеале вы будете ставить шарики на одном конце, один за другим (по одному за тактовый импульс), заполнение трубы. После заполнения за каждый шарик (инструкция) вы нажмете, все остальные перейдут в следующую позицию и один выпадет в конце (результат).

Инструкция по ветвлению, однако, разрушает эту модель, так как они могут или не могут привести к запуску выполнения с другое место. Если вы используете конвейер, вам придется в основном догадывайтесь, в какую сторону пойдет ветка, чтобы вы знали какие инструкции ввести в конвейер.Если в ЦП предсказал правильно, все идет хорошо! И наоборот, если процессор предсказал неверно, он потратил много времени и должен очистите конвейер и начните заново.

Этот процесс обычно называют промывка трубопровода и аналогична имеющейся остановиться и вылить из шланга все шарики!

промывка трубопровода, прогноз выполнен, прогноз не выполнен, слоты задержки ветвления

Фактически, если ЦП является шлангом, его можно переупорядочить шарики внутри шланга, пока они выскакивают из конца в том же порядке, в котором вы их разместили. Мы называем это программный заказ , так как это порядок эти инструкции даны в компьютерной программе.

Рисунок 3.3. Пример буфера переупорядочения

Рассмотрим поток команд, показанный на Рисунок 3.3, «Пример переупорядочения буфера» Инструкции 2 необходимо дождаться, пока команда 1 полностью завершить, прежде чем он сможет начать. Это означает, что Трубопровод должен останавливать , поскольку он ожидает значение для расчета. Аналогично инструкции 3 и 4 имеют зависимость от r7 .Однако инструкции 2 и 3 не имеют зависимости друг от друга совсем; это означает, что они работают на совершенно разных регистры. Если мы поменяем местами инструкции 2 и 3, мы можем получить много лучше заказывать конвейер, так как процессор может быть делать полезную работу, а не ждать, пока конвейер завершить, чтобы получить результат предыдущей инструкции.

Однако при написании кода очень низкого уровня некоторые инструкции могут потребовать некоторой безопасности в отношении того, как операции заказаны. Мы называем это требование памятью. Семантика . Если вам требуется приобретает семантику , это означает, что для этой инструкции вы должны убедиться, что результаты всех предыдущие инструкции были выполнены. Если вам требуется выпуск семантика вы говорите, что все инструкции после этого нужно увидеть текущий результат. Еще одна еще более строгая семантика - это память . барьер или забор памяти который требует, чтобы операции были зафиксированы в памяти перед продолжение.

На некоторых архитектурах эта семантика гарантирована для вы обрабатываете, а на других вы должны их указать явно. Большинству программистов не о чем беспокоиться напрямую о них, хотя вы можете ознакомиться с условиями.

Распространенный способ разделения компьютерных архитектур на Компьютер с комплексным набором команд (CISC) и Компьютер с сокращенным набором команд (RISC).

Обратите внимание, что в первом примере мы явно загрузили значения в регистры, произведено сложение и сохранено значение результата, хранящееся в другом регистре, возвращается в память. Это пример подхода RISC к вычислениям - только выполнение операции над значениями в регистрах и явная загрузка и сохранение значений в памяти и из памяти.

Подход CISC может состоять только из одной инструкции значения из памяти, выполняя сложение внутри и запись результата обратно. Это означает, что инструкция может принимать много циклов, но в конечном итоге оба подхода достигают одного и того же Цель.

Все современные архитектуры будут считаться RISC архитектуры.

Для этого есть ряд причин

  • Пока RISC делает программирование на ассемблере, становится все больше сложный, поскольку практически все программисты используют высокий уровень языков и оставьте тяжелую работу по сборке кода компилятору, поэтому другие преимущества перевешивают это недостаток.

  • Поскольку инструкций в процессоре RISC очень много проще, внутри чипа больше места для регистры. Как мы знаем из иерархии памяти, регистры являются самым быстрым типом памяти и в конечном итоге все инструкции должны выполняться для значений, хранящихся в регистрах, так что при прочих равных больше регистров приводит к более высокая производительность.

  • Поскольку все инструкции выполняются одновременно, возможна конвейерная обработка. Мы знаем, что конвейерная обработка требует потоков инструкций, постоянно поступающих в процессор, поэтому если одни инструкции занимают очень много времени, а другие - нет, конвейер становится слишком сложным, чтобы быть эффективный.

Процессор Itanium, который используется во многих примерах в этой книге приводится пример модифицированной архитектуры называется вычислениями с явно параллельным обучением.

Мы обсудили, как суперскейлерные процессоры трубопроводы, у которых есть много инструкций в полете одновременно время в разных частях процессора. Очевидно для этого чтобы работать как можно лучше, следует дать инструкции процессор в том порядке, который может наилучшим образом использовать доступные элементы ЦП.

Традиционная организация потока входящих инструкций это работа оборудования. Инструкции издает программа в последовательном порядке; процессор должен выглядеть вперед и постарайтесь принять решение о том, как организовать входящие инструкции.

Теория EPIC заключается в том, что есть больше информации доступны на более высоких уровнях, которые могут принимать эти решения лучше процессора. Анализируем поток сборки языковые инструкции, как и современные процессоры, сильно теряют информации, которую программист мог предоставить в оригинальный исходный код. Думайте об этом как о разнице между изучение пьесы Шекспира и чтение Записок Утеса версия же.Оба дают одинаковый результат, но оригинал содержит всевозможную дополнительную информацию, которая устанавливает сцена и дает представление о персонажах.

Таким образом, логика заказа инструкций может быть перемещена от процессора к компилятору. Это означает, что компилятор писатели должны быть умнее, чтобы найти лучший порядок кода для процессора. Процессор тоже значительно упрощен, так как большая часть его работы была переехал в компилятор.

4.Условные выражения и циклы - Начало программирования на Python для начинающих веб-разработчиков

4. 1. Условное исполнение

4.1.1. Заявление if

Для того, чтобы писать полезные программы, нам почти всегда нужна возможность проверять условия и соответственно измените поведение программы. Условный заявления дают нам эта способность. Самая простая форма - это оператор if , который имеет общая форма:

, если БУЛЕВОЕ ВЫРАЖЕНИЕ:
    ЗАЯВЛЕНИЯ
 

Несколько важных моментов, на которые следует обратить внимание при использовании операторов if :

  1. Двоеточие (: ) важно и обязательно.Он отделяет заголовок от составного оператора из тела .

  2. Строка после двоеточия должна иметь отступ. В Python стандартно использовать четыре пробела для отступа.

  3. Все строки с одинаковым отступом после двоеточия будут выполняться всякий раз, когда BOOLEAN_EXPRESSION верно.

Вот пример:

 food = 'спам'

если food == 'spam':
    print ('Умммм, моя любимая!')
    print ('Мне хочется сказать это 100 раз. .. ')
    print (100 * (еда + '!'))
 

Логическое выражение после оператора if называется условием . Если это правда, то выполняются все операторы с отступом. Что будет, если условие ложное, и еды не равно "спам" ? В простом , если такой оператор , ничего не происходит, и программа переходит к следующее заявление.

Запустите этот пример кода и посмотрите, что произойдет. Затем измените значение еды на что-то другое, кроме 'spam' , и запустите его снова, подтверждая, что вы не получить какой-либо вывод.

Блок-схема отчета if

Как и оператор для из предыдущей главы, оператор if является составной отчет . Составные операторы состоят из строки заголовка и тело. Строка заголовка оператора if начинается с ключевого слова if за которым следует логическое выражение и заканчивается двоеточием (: ).

Следующие ниже операторы с отступом называются блоком .Первый Оператор без отступов отмечает конец блока. Каждое заявление внутри блок должен иметь такой же отступ.

Отступы и Руководство по стилю PEP 8 Python

Сообщество Python разработало Руководство по стилю кода Python, обычно называемое просто «PEP 8». Python Enhancement Proposals , или PEP, являются частью процесс, который сообщество Python использует для обсуждения и принятия изменений в язык.

PEP 8 рекомендует использовать 4 пробела на каждый уровень отступа.Мы будем следовать это (и другие рекомендации PEP 8) в этой книге.

Чтобы помочь нам научиться писать хорошо стилизованный код Python, существует программа называется pep8, который работает как автоматическая проверка руководства по стилю для исходного кода Python. pep8 есть устанавливается в виде пакета в системах GNU / Linux на базе Debian, таких как Ubuntu.

В разделе Vim приложения, Настройка Ubuntu для веб-разработки на Python, есть инструкция при настройке vim для запуска pep8 в исходном коде нажатием кнопка.

4.1.2. if else заявление

Часто бывает так, что вы хотите, чтобы что-то произошло, когда условие истина, и что-то еще должно произойти, когда оно ложно. Для этого у нас есть , если иначе, заявление.

, если еда == 'спам':
    print ('Умммм, моя любимая!')
еще:
    print («Нет, не буду. Я хочу спам!»)
 

Здесь первый оператор печати будет выполнен, если food равно 'spam' , и оператор печати с отступом под else , получит выполняется, когда это не так.

Блок-схема отчета if else

Синтаксис оператора if else выглядит следующим образом:

, если БУЛЕВОЕ ВЫРАЖЕНИЕ:
    STATEMENTS_1 # выполняется, если условие истинно
еще:
    STATEMENTS_2 # выполняется, если условие оценивается как False
 

Каждый оператор внутри if блок из if else оператор выполняется по порядку, если логическое выражение оценивается как True . Весь блок операторы пропускаются, если логическое выражение оценивается как False , и вместо этого выполняются все операторы в разделе else .

Нет ограничений на количество операторов, которые могут отображаться под двумя пункты if else , но должен быть хотя бы один оператор в каждом блоке. Иногда бывает полезно иметь раздел без операторов (обычно как хранитель места или подмости для кода, который вы еще не написали).В этом случае вы можете использовать оператор pass , который ничего не делает, кроме действия как заполнитель.

 if True: # Это всегда верно
    pass # так что это всегда выполняется, но ничего не делает
еще:
    проходят
 

Терминология Python

В документации

Python иногда используется термин набор операторов, чтобы означает то, что мы здесь назвали блоком . Они означают одно и то же, и поскольку большинство других языков и компьютерных специалистов используют слово блок , мы будем придерживаться этого.

Также обратите внимание, что иначе не является утверждением. Оператор if имеет два пункты , одним из которых является (необязательный) пункт else . Питон документация вызывает обе формы вместе со следующей формой, о которой мы говорим для удовлетворения, , если заявление .

4.2. Связанные условные выражения

Иногда есть больше двух возможностей, а нам нужно больше двух ветви. Один из способов выразить подобное вычисление - это цепочка условный :

, если x  у:
    ЗАЯВЛЕНИЯ_B
еще:
    STATEMENTS_C
 

Блок-схема этого связанного условного

elif - это сокращение от иначе, если .Опять же, ровно одна ветка будет выполнен. Количество операторов elif не ограничено, а есть только один одиночный (и необязательный) последний , иначе допускается, и это должен быть последняя ветка в выписке:

, если choice == 'a':
    print ("Вы выбрали" а ". ")
elif choice == 'b':
    print ("Вы выбрали 'b'.")
elif choice == 'c':
    print ("Вы выбрали 'c'.")
еще:
    print ("Неверный выбор.")
 

Каждое условие проверяется по порядку. Если первое ложно, проверяется следующее, и так далее.Если одно из них истинно, выполняется соответствующая ветвь, и заявление заканчивается. Даже если выполняется более одного условия, выполняется только первое условие. филиал выполняет.

4.3. Вложенные условные выражения

Одно условие также может быть вложено в другое. (Это та же тема Снова сочетаемость!) Предыдущий пример можно было бы записать так:

Блок-схема вложенного условного оператора

, если x  y:
        ЗАЯВЛЕНИЯ_B
    еще:
        STATEMENTS_C
 

Внешнее условие содержит две ветви.Вторая ветка содержит еще один , если оператор , у которого есть две собственные ветви. Эти две ветви также может содержать условные операторы.

Хотя отступ операторов делает структуру очевидной, вложенные условные выражения очень быстро становятся трудными для чтения. В целом хорошо идея избегать их, когда это возможно.

Логические операторы часто позволяют упростить вложенные условные заявления. Например, мы можем переписать следующий код, используя один условно:

 if 0 

 

Функция print вызывается только в том случае, если мы пропускаем оба условных оператора, поэтому мы можем использовать оператор и :

, если 0 


 

Примечание

Python на самом деле позволяет использовать сокращенную форму для этого, поэтому следующее будет также работают:

, если 0 




  

4.4. Итерация

Компьютеры часто используются для автоматизации повторяющихся задач. Повторение идентичного или похожие задачи без ошибок - это то, что компьютеры делают хорошо и люди делают плохо.

Повторное выполнение набора операторов называется итерацией. В Python есть два оператора для итерация - оператор для , с которым мы встречались в предыдущей главе, и , а заявление .

Прежде чем мы рассмотрим их, нам необходимо рассмотреть несколько идей.

4.4.1. Переназначение

Как мы видели в разделе «Переменные - переменные», это разрешено выполнять более одного присваивания одной и той же переменной.Новое задание делает существующую переменную ссылкой на новое значение (и перестает ссылаться на старую ценность).

 Брюс = 5
печать (Брюс)
Брюс = 7
печать (Брюс)
 

Результатом этой программы будет

, потому что при первой печати bruce его значение равно 5, а во второй раз раз, его значение 7.

Вот как переназначение выглядит в снимке состояния:

При переназначении особенно важно различать оператор присваивания и логическое выражение, которое проверяет равенство. Потому что Python использует равный токен ( = ) для назначения, соблазнительно интерпретировать такой оператор, как a = b , как логический тест. В отличие от математики, это не так! Помните, что токен Python для равенства оператор == .

Также обратите внимание, что проверка на равенство является симметричной, а присваивание - нет. Для Например, если a == 7 , то 7 == a . Но в Python утверждение a = 7 является допустимым, а 7 = - нет.

Более того, в математике утверждение равенства всегда верно. Если a == b сейчас, затем a всегда будет равно b . В Python оператор присваивания может уравнять две переменные, но из-за возможности переназначения они не должны оставаться такими:

 а = 5
b = a # после выполнения этой строки a и b теперь равны
a = 3 # после выполнения этой строки a и b больше не равны
 

Третья строка изменяет значение на , но не меняет значение b , поэтому они больше не равны.

Примечание

В некоторых языках программирования для присвоения используется другой символ, например, <- или : = , чтобы избежать путаницы. Python решил использовать жетоны = для присвоения и == для равенства. Это обычное выбор, также встречающийся в таких языках, как C, C ++, Java, JavaScript и PHP, хотя это немного сбивает с толку начинающих программистов.

4.4.2. Обновление переменных

Когда выполняется оператор присваивания, выражение в правой части (т.е.е. выражение, которое следует после токена присваивания) оценивается первым. потом результат этой оценки записывается в переменную слева сторону, тем самым изменив ее.

Одной из наиболее распространенных форм переназначения является обновление, когда новое значение переменной зависит от ее старого значения.

Вторая строка означает «получить текущее значение n, умножить его на три и добавить one и верните ответ в n как новое значение ». Итак, после выполнения две строки выше, n будет иметь значение 16.

Если вы попытаетесь получить значение еще не существующей переменной, вы получите ошибка:

 >>> ш = х + 1
Отслеживание (последний вызов последний):
  Файл "<интерактивный ввод>", строка 1, в
NameError: имя 'x' не определено
 

Прежде чем вы сможете обновить переменную, вы должны инициализировать ее , обычно с простое задание:

Этот второй оператор - обновление переменной путем добавления к ней 1 - очень общий. Это называется приращением переменной; вычитание 1 называется декремент .

4.5. для петли

Цикл для обрабатывает каждый элемент в последовательности, поэтому он используется с Python типы данных последовательности - строки, списки и кортежи.

Каждый элемент по очереди (повторно) назначается переменной цикла, а тело цикл выполняется.

Общая форма цикла для :

 для LOOP_VARIABLE в SEQUENCE:
    ЗАЯВЛЕНИЯ
 

Это еще один пример составного оператора в Python, похожий на операторы ветвления, заголовок заканчивается двоеточием (: ) и телом состоящий из последовательности одного или нескольких утверждений с одинаковым отступом из шапки.

Переменная цикла создается при выполнении оператора для , поэтому вы не до этого нужно создать переменную. Каждая итерация назначает цикл переменной к следующему элементу в последовательности, а затем выполняет инструкции в организме. Оператор заканчивается, когда последний элемент в последовательности достиг.

Этот тип потока называется петлей , потому что она возвращается к вершине. после каждой итерации.

 для друга в ['Марго', 'Кэтрин', 'Присила']:
    приглашение = "Привет" + друг + ".Приходи ко мне на вечеринку в субботу! "
    печать (приглашение)
 

Перебор всех элементов в последовательности называется проход последовательность, или обход .

Вы должны запустить этот пример, чтобы увидеть, что он делает.

Подсказка

Как и все примеры, которые вы видите в этой книге, вам следует попробовать этот код. сами и посмотрите, что он делает. Вам также следует попытаться предвидеть результаты, прежде чем вы это сделаете, и создайте свои собственные связанные примеры и попробуйте их тоже.

Если вы получили ожидаемые результаты, похлопайте себя по плечу и двигайтесь на. Если нет, попытайтесь понять, почему. В этом суть научный метод, и он необходим, если вы хотите думать как компьютер программист.

Часто может потребоваться цикл, повторяющийся заданное количество раз, или выполняет итерацию по заданной последовательности чисел. Диапазон Функция пригодится для этого.

 >>> для i в диапазоне (5):
... print ('я сейчас:', я)
...
мне сейчас 0
мне сейчас 1
мне сейчас 2
мне сейчас 3
мне сейчас 4
>>>
 

4.6. Столы

Циклы хороши для создания таблиц. До компьютеров были легко доступны, людям приходилось вычислять логарифмы, синусы и косинусы, и другие математические функции вручную. Чтобы упростить задачу, математика книги содержали длинные таблицы, перечисляющие значения этих функций. Создание таблицы были медленными и скучными, и они, как правило, были полны ошибок.

Когда на сцене появились компьютеры, одной из первых реакций было: «Это отлично! Мы можем использовать компьютеры для создания таблиц, поэтому не будет ошибки. Это оказалось правдой (в основном), но недальновидно. Вскоре после этого компьютеры и калькуляторы были настолько распространены, что таблицы устарели.

Ну почти. Для некоторых операций компьютеры используют таблицы значений, чтобы получить приблизительный ответ, а затем выполните вычисления, чтобы улучшить приближение. В некоторых случаях в базовых таблицах были ошибки, наиболее известные из которых: в таблице чип процессора Intel Pentium, используемый для выполнения операций с плавающей запятой деление.

Хотя таблица журналов уже не так полезна, как раньше, она по-прежнему пример.Следующая программа выводит последовательность значений в левом столбце. и 2 в правом столбце в степени этого значения:

 для x в диапазоне (13): # Сгенерировать числа от 0 до 12
    print (x, '\ t', 2 ** x)
 

Использование символа табуляции ( '\ t' ) обеспечивает хорошее выравнивание вывода.

 0 1
1 2
2 4
3 8
4 16
5 32
6 64
7 128
8 256
9 512
10 1024
11 2048
12 4096
 

4. 7. и заявление

Общий синтаксис оператора while выглядит следующим образом:

, а BOOLEAN_EXPRESSION:
    ЗАЯВЛЕНИЯ
 

Подобно операторам ветвления и циклу for , оператор while является составной оператор, состоящий из заголовка и тела.Цикл и выполняется неизвестное количество раз, пока BOOLEAN EXPRESSION истинно.

Вот простой пример:

 число = 0
prompt = "В чем смысл жизни, вселенной и всего остального?"

а число! = "42":
    число = ввод (подсказка)
 

Обратите внимание, что если номер установлен на 42 в первой строке, тело , а оператор вообще не будет выполняться.

Вот более сложный пример программы, демонстрирующий использование , а выписка

 name = 'Харрисон'
guess = input ("Итак, я думаю об имени человека.Попробуйте угадать: ")
pos = 0

в то время как угадайте! = имя и pos  ", end = '')
    guess = input ("Угадай еще раз:")
    pos = pos + 1

если pos == len (name) и name! = guess:
    print ("Жаль, вы не смогли это понять. Имя было", имя + ".")
еще:
    print ("\ nОтлично, вы получили это", pos + 1, "догадки!")
 

Поток выполнения для оператора while работает следующим образом:

  1. Оцените условие ( БУЛЕВОЕ ВЫРАЖЕНИЕ ), что дает Ложь или Правда .

  2. Если условие ложно, выйдите из оператора , а и продолжите выполнение на следующей инструкции.

  3. Если условие истинно, выполнить каждое из ЗАЯВЛЕНИЙ в теле и затем вернитесь к шагу 1.

Тело состоит из всех операторов под заголовком с одинаковыми отступ.

Тело цикла должно изменить значение одной или нескольких переменных, чтобы в конечном итоге условие становится ложным, и цикл завершается.В противном случае цикл будет повторяться бесконечно, что называется бесконечным циклом .

Неиссякаемый источник развлечения для программистов - это наблюдение, что Указания по шампуню, вспениванию, полосканию, повторению представляют собой бесконечный цикл.

В данном случае мы можем доказать, что цикл завершается, потому что мы знаем, что значение len (name) конечно, и мы видим, что значение pos увеличивается каждый раз в цикле, поэтому в конечном итоге он должен будет равняться len (имя) .В остальных случаях сказать не так-то просто.

Здесь вы заметите, что цикл и больше подходит для вас - программатор - чем эквивалент для цикла . При использовании и loop one должен сам управлять переменной цикла: дать ей начальное значение, тест на завершение, а затем убедитесь, что вы что-то изменили в теле, чтобы что цикл завершается.

4.8. Выбор между для и и

Так зачем нужны два вида петель, если для выглядит проще? Следующий пример показывает случай, когда нам нужна дополнительная мощность, которую мы получаем от цикла и .

Используйте для цикла , если вы знаете, прежде чем начинать цикл, максимальное количество раз, когда вам нужно будет казнить тело. Например, если вы проходите список элементов, вы знаете, что максимальное количество итераций цикла, которое вы можете возможно, потребуется «все элементы в списке». Или если вам нужно распечатать Таблица 12 раз, мы сразу знаем, сколько раз нужно будет запустить цикл.

Итак, любая задача вроде «повторить эту модель погоды для 1000 циклов» или «поиск этот список слов »,« найти все простые числа до 10000 »предполагают, что для петли лучше всего.

Напротив, если вам нужно повторять некоторые вычисления, пока условие выполняется, и вы не можете заранее рассчитать, когда это произойдет, так как мы сделали в программе «величайшее имя», вам понадобится цикл и .

Назовем первый случай определенной итерацией - у нас есть определенные границы для чего нужно. Последний случай называется неопределенной итерацией - мы не уверены, сколько итераций нам понадобится - мы даже не можем установить верхняя граница!

4. 9. Отслеживание программы

Чтобы писать эффективные компьютерные программы, программисту необходимо развить способность по отслеживать выполнение компьютерной программы. Отслеживание предполагает «стать компьютер »и проследив за ходом выполнения через запуск программы-примера, запись состояния всех переменных и любых выходных данных, которые программа генерирует после каждая инструкция выполняется.

Чтобы понять этот процесс, давайте проследим выполнение программы из Раздел инструкции while.

В начале трассировки у нас есть локальная переменная , имя с начальным стоимость 'Харрисон' . Пользователь вводит строку, которая хранится в переменная, предположение . Предположим, они вводят «Марибель» . Следующая строка создает переменную с именем pos и присваивает ей начальное значение 0 .

Чтобы отслеживать все это при трассировке программы, сделайте заголовок столбца на лист бумаги для каждой переменной, созданной в процессе работы программы, и еще один для вывода. На данный момент наш след будет выглядеть примерно так:

 имя угадать pos вывод
---- ----- --- ------
'Харрисон' Марибель '0
 

Начиная с guess! = Name и pos оценивается как True (потратьте минуту, чтобы убедиться в этом), тело цикла выполняется.

Теперь пользователь увидит

 Неа, не то! Подсказка: буква 1 - это «H». Угадай еще раз:
 

Предполагая, что на этот раз пользователь вводит Karen , pos будет увеличиваться, guess! = Name и pos снова оценивается как True , а наш трассировка теперь будет выглядеть так:

 имя угадать pos вывод
---- ----- --- ------
«Харрисон», «Марибель» 0 Нет, это не так! Подсказка: буква 1 - это «H».Угадай еще раз:
«Харрисон», «Генри» 1 Нет, не то! Подсказка: буква 2 - это «а». Угадай еще раз:
 

Полный след программы может дать что-то вроде этого:

 имя угадать pos вывод
---- ----- --- ------
«Харрисон», «Марибель» 0 Нет, это не так! Подсказка: буква 1 - это «H».  Угадай еще раз:
«Харрисон» «Генри» 1 Нет, не то! Подсказка: буква 2 - это «а». Угадай еще раз:
«Харрисон» «Хаким» 2 Нет, не то! Подсказка: буква 3 - это «г». Угадай еще раз:
«Харрисон», «Гарольд» 3 Нет, не то! Подсказка: буква 4 - это «r».Угадай еще раз:
«Харрисон», «Гарри» 4 Нет, не то! Подсказка: буква 5 - это «я». Угадай еще раз:
"Харрисон" "Харрисон" 5 Отлично, вы угадали за 6 попыток!
 

Трассировка может быть немного утомительной и подверженной ошибкам (именно поэтому мы заставляем компьютеры это в первую очередь!), но это важный навык для программиста иметь. Из трассировки мы можем многое узнать о том, как работает наш код.

4.10. Сокращенное присвоение

Увеличение переменной настолько распространено, что Python предоставляет сокращенный синтаксис для него:

 >>> count = 0
>>> count + = 1
>>> считать
1
>>> count + = 1
>>> считать
2
 

count + = 1 - это сокращение от count = count + 1 .Мы произносим оператор как «плюс-равно» . Значение приращения не должно быть 1:

.
 >>> п = 2
>>> п + = 5
>>> п
7
 

Есть аналогичные сокращения для - = , * = , / = , // = и % = :

 >>> п = 2
>>> п * = 5
>>> п
10
>>> п - = 4
>>> п
6
>>> п // = 2
>>> п
3
>>> п% = 2
>>> п
1
 

4.11. Еще один , а пример : Угадайка

.

Следующая программа реализует простую игру в угадывание:

 import random # Импортировать случайный модуль

number = random.randrange (1, 1000) # Получить случайное число от [1 до 1000)
догадки = 0
guess = int (input ("Угадай мой номер от 1 до 1000:"))

а угадай! = число:
    догадки + = 1
    если угадать> число:
        печать (предположить, «слишком высоко»)
    elif guess <число:
        print (предположить, "слишком мало.")
    guess = int (input ("Угадай еще раз:"))

print ("\ n \ nВеликолепно, вы уже поняли", догадки, "догадки!")
 

Эта программа использует математический закон трихотомии (с учетом реального чисел a и b должно быть истинным ровно одно из этих трех: a> b, a

4.12. перерыв выписка

Оператор break используется для немедленного выхода из тела цикла. В следующий оператор, который будет выполнен, будет первым после тела:

 для i в [12, 16, 17, 24, 29]:
    if i% 2 == 1: # если число нечетное
        break # немедленно выйти из цикла
    печать (я)
печать ("готово")
 

Это отпечатки:

4.13. продолжение выписка

Это оператор потока управления, который заставляет программу немедленно пропускать обработка остальной части тела цикла, для текущего итерация . Но цикл все еще продолжает работать, пока оставшиеся итераций:

 для i в [12, 16, 17, 24, 29, 30]:
    if i% 2 == 1: # если число нечетное
        продолжить # не обрабатывать
    печать (я)
печать ("готово")
 

Это отпечатки:

4.14. Еще для , например

Вот пример, который объединяет несколько вещей, которые мы узнали:

 предложение = ввод ('Пожалуйста, введите предложение:')
no_spaces = ''

на букву в предложении:
    если буква! = '':
        no_spaces + = буква

print ("Вы предлагаете предложение без пробелов:")
печать (no_spaces)
 

Отследите эту программу и убедитесь, что вы уверены, что понимаете, как она работает.

4.15. Вложенные циклы для вложенных данных

Теперь мы составим еще более интересный список структурированных данных.В В этом случае у нас есть список студентов. У каждого ученика есть парное имя с другим списком предметов, на которые они записаны:

 студентов = [(«Алехандро», [«CompSci», «Физика»]),
            («Джастин», [«Математика», «CompSci», «Статистика»]),
            («Эд», [«CompSci», «Бухгалтерский учет», «Экономика»]),
            («Марго», [«InfSys», «Бухгалтерский учет», «Экономика», «CommLaw»]),
            («Питер», [«Социология», «Экономика», «Право», «Статистика», «Музыка»])]
 

Здесь мы назначили список из пяти элементов переменной student .Давайте распечатаем имя каждого студента и количество предметов, которые они посещают. для:

 # вывести всех студентов с количеством их курсов.
для (ФИО, предметы) у студентов:
    print (имя, «берет», len (предметы), «курсы»)
 

Python удовлетворительно отвечает следующим выводом:

 Aljandro берет 2 курса
Джастин берет 3 курса
Эд берет 4 курса
Марго берет 4 курса
Питер берет 5 курсов
 

Теперь мы хотели бы спросить, сколько студентов изучают CompSci. Это требует счетчик, и для каждого студента нам нужен второй цикл, который проверяет каждый из по очереди:

 # Подсчитайте, сколько студентов изучают CompSci
counter = 0
для (ФИО, предметы) у студентов:
    for s в тематиках: # вложенный цикл!
        если s == "CompSci":
            счетчик + = 1

print («Количество студентов, сдающих CompSci, составляет», счетчик)
 
 Количество студентов, изучающих CompSci, составляет 3 человека.
 

Вам следует создать список ваших собственных данных, которые вас интересуют - возможно, список ваших компакт-дисков, каждый из которых содержит список названий песен на компакт-диске или список названия фильмов, каждое со списком кинозвезд, сыгравших в фильме.Ты затем можно было задать такие вопросы, как «В каких фильмах снималась Анджелина Джоли?»

4.16. Список понятий

Понимание списка - это синтаксическая конструкция, которая позволяет спискам быть созданный из других списков с использованием компактного математического синтаксиса:

 >>> числа = [1, 2, 3, 4]
>>> [x ** 2 вместо x в числах]
[1, 4, 9, 16]
>>> [x ** 2 вместо x в числах, если x ** 2> 8]
[9, 16]
>>> [(x, x ** 2, x ** 3) вместо x в числах]
[(1, 1, 1), (2, 4, 8), (3, 9, 27), (4, 16, 64)]
>>> files = ['bin', 'Data', 'Desktop', '. bashrc ',' .ssh ',' .vimrc ']
>>> [имя для имени в файлах, если имя [0]! = '.']
['bin', 'Data', 'Desktop']
>>> письма = ['a', 'b', 'c']
>>> [п * буква вместо п в цифрах вместо буквы в буквах]
['a', 'b', 'c', 'aa', 'bb', 'cc', 'aaa', 'bbb', 'ccc', 'aaaa', 'bbbb', 'cccc']
>>>
 

Общий синтаксис выражения понимания списка:

 [выражение для элемента1 в последовательности1 для элемента2 в последовательности2 ... для элементаx в последовательности, если условие]
 

Это выражение списка действует так же, как:

 output_sequence = []
для item1 в seq1:
    для элемента 2 в seq2:
        ...
            для itemx в seqx:
                если условие:
                    output_sequence.append (выражение)
 

Как видите, понимание списка намного компактнее.

4.17. Глоссарий

добавить

Чтобы добавить новые данные в конец файла или другого объекта данных.

блок

Группа последовательных операторов с одинаковым отступом.

body

Блок операторов в составном операторе, следующий за заголовок.

ветвь

Один из возможных путей выполнения потока определяется условное исполнение.

связанное условное условие

Условный переход с более чем двумя возможными потоками выполнения. В Связанные условные выражения Python записываются с if ... elif ... else заявления.

Составной оператор

Оператор Python, состоящий из двух частей: заголовка и тела .В заголовок начинается с ключевого слова и заканчивается двоеточием (: ). Тело содержит ряд других операторов Python, все с одинаковым отступом количество.

Примечание

Мы будем использовать стандарт Python из 4 пробелов для каждого уровня отступ.

condition

Логическое выражение в условном операторе, определяющее, какой филиал выполнен.

условный оператор

оператор, который управляет потоком выполнения в зависимости от некоторых состояние. В Python ключевые слова , если , elif и , иначе являются используется для условных операторов.

counter

Переменная, используемая для подсчета чего-либо, обычно инициализируется нулем и увеличивается в теле цикла.

курсор

Невидимый маркер, отслеживающий, где будет следующий символ. быть напечатанным.

уменьшение

Уменьшение на 1.

определенная итерация

Цикл, в котором у нас есть верхняя граница количества раз тело будет выполнено.Определенная итерация обычно лучше всего кодируется как для петли .

разделитель

Последовательность из одного или нескольких символов, используемых для указания границы между отдельными частями текста.

приращение

Как существительное, так и глагол, приращение означает увеличение на 1.

бесконечный цикл

Цикл, в котором условие завершения никогда не выполняется.

неопределенная итерация

Цикл, в котором нам просто нужно продолжать, пока не будет выполнено какое-то условие.Для этого случая используется оператор и .

инициализация (переменной)

Инициализация переменной означает присвоение ей начального значения. Поскольку в Переменные Python не существуют, пока им не будут присвоены значения, они инициализируются при их создании. В других языках программирования это это не так, и переменные могут быть созданы без инициализированы, и в этом случае они либо по умолчанию, либо мусор ценности.

итерация

Повторное выполнение набора программных операторов.

цикл

Оператор или группа операторов, которые выполняются повторно до тех пор, пока завершающее условие выполнено.

переменная цикла

Переменная, используемая как часть условия завершения цикла.

вложенный цикл

Цикл внутри тела другого цикла.

вложенность

Одна структура программы внутри другой, например условный оператор внутри ветви другого условного оператора.

новая строка

Специальный символ, который заставляет курсор перемещаться в начало следующая строка.

Подсказка

Визуальная подсказка, которая говорит пользователю ввести данные.

переназначение

Выполнение более одного присваивания одной и той же переменной во время выполнение программы.

tab

Специальный символ, который заставляет курсор перемещаться к следующей позиции табуляции. в текущей строке.

трихотомия

Для любых действительных чисел a и b , точно одно из следующих соотношения: a , a> b или a == b . Таким образом, когда вы можете установить, что два отношения ложны, вы можете предположить оставшаяся одна правда.

трассировка

Чтобы вручную отслеживать ход выполнения программы, записывая изменение состояния переменных и любого произведенного вывода.

3 Код выбора и перехода. - Belper Computing

Цели обучения

  • Понять необходимость ветвления в программах.
  • Практикуйте ветвление с помощью интерактивных историй в шпагате.
  • Изучите синтаксис для создания кода ветвления в Python

Результаты обучения

Все должны Протестируйте текстовое приключение и создайте короткий и простой приключенческий рассказ с помощью программного обеспечения Twine на линии (уровень 5)

Большинство должно выполнить вышеуказанное и создать / адаптировать простую программу ветвления на Python. (Уровень 5)

Кто-то может завершить описанное выше, создав программу ветвления на Python без какой-либо помощи, используя if / else, а также вложенные операторы if. (Уровень 6)

Ключевые слова

слов для изучения: Выбор , ветвление, if / else, вложение

Стартер

Начнем с игры. Изданный в 1979 году, Zork имел огромный успех среди студентов и людей, которым посчастливилось иметь доступ к компьютеру.Игра полностью основана на тексте, поскольку компьютеры были недостаточно мощными, чтобы отображать графику, показывая разные сцены. Zork был комбинацией головоломки и фантастического приключения. Набрав инструкции на простом английском языке, вы сможете ориентироваться в игре.

Попробуйте, нажав здесь.

В своей книге набросайте пару предложений, в которых выражается ваше мнение об игре. Вам это нравится? Было легко? Сбивает с толку? Вы многого достигли за то время, которое у вас было?

Основной

Вы увидите, что вы могли делать выбор на основе текста, который вам дали в игре.Таким образом, история строится вокруг ваших решений. Правильный термин для этого - ветвление .

Щелкните здесь, чтобы посетить Twine. Это прекрасный инструмент для создания интерактивных художественных произведений.
Щелкните «Использовать в Интернете» справа, затем зеленое поле «+ История» также справа.

Вам нужно дать своей истории название. Вслед за Зорком назовем его «Заблудившийся в лесу».
Теперь вы увидите такое окно. Дважды щелкните по нему, чтобы открыть текстовое окно.Назовите это «Потерянным».

Хорошо. Теперь добавьте этот текст:

Я не знаю, что пошло не так. Это началось с приятной вечерней прогулки по лесу, но вы, должно быть, где-то свернули не туда. Свет быстро гаснет, и ты не представляешь, где находишься. Есть [[тенистая дорожка слева]], и вы уверены, что видите какой-то [[мерцающий свет впереди]].

Теперь закройте текстовое поле и посмотрите.Там, где вы добавили квадратные скобки, были созданы новые блоки историй, которым были присвоены названия. Если вы нажмете «Воспроизвести» ниже, вы увидите, что первый абзац отображается с гиперссылками, что позволяет вам перемещаться по истории.

Операция:

  1. Продолжаем рассказ. Добавьте как можно больше ящиков с историями и дайте волю своему воображению.

Развивайте свою историю:

  1. Вы можете создать обратные ссылки на более ранние части истории, введя имя любого существующего поля в квадратных скобках.
  2. Ваша ссылка не обязательно должна быть названием окна истории.
    [[ some text -> name of box ]]
    Позволяет вам написать что-нибудь отличное от имени поля, на которое вы ссылаетесь.
  3. * Некоторый текст * выделен курсивом.
    ** больше текста ** выделит жирным шрифтом.
    еще больше текста подчеркнет текст.

Вернуться к Python

Мы вернемся к Twine позже, а пока нам нужно посмотреть, как это согласуется с Python.

При написании программы мы доходим до точки, когда нам нужно принимать решения на основе данных и значений в нашем коде.

Проверка расписания…

Теперь мы напишем программу для проверки нашего расписания. Возьмите свой планировщик, посмотрите свое расписание и найдите урок, который у вас будет в понедельник ... введите его в этот код ...

Запускаем программу. Пока он запрашивает у вас день недели. Если вы наберете «понедельник», вы получите один урок, который у вас есть в этот день.

** Примечание. Если всегда следует «условие», если оно истинно, то код с отступом под ним будет выполняться. В противном случае он не запустится, и программа продолжится. **

Пока это бесполезно. Наша программа знает только об одном дне недели и не отвечает ни на что другое. Давай выдадим ему сообщение об ошибке…

1. Начало работы с кодом: поиск своего пути

Глава 1. Начало работы с кодом: поиск пути

Написание программ дает вам возможность управлять своим компьютером.

Почти каждый знает, как использовать компьютер, но мало кто делает следующий шаг и узнает, как управлять им. Если вы используете чужое программное обеспечение, вы всегда будете ограничены тем, что, по мнению других людей, вы хотите делать. Пишите свои собственные программы, и единственным ограничением будет ваше собственное воображение. Программирование сделает вас более креативным, заставит мыслить точнее, научит анализировать и решать проблемы логически.

Вы хотите быть программистом или быть программистом?

Программирование позволяет вам делать больше

У вас есть проблемы, которые нужно решить и над которыми нужно работать, но существующее программное обеспечение их не решает.Даже со всеми этими программами на вашем компьютере вам все равно нужно сделать что-то другое, что-то особенное для и .

Вы хотите больше работать с компьютером. Вы хотите, чтобы взял под контроль .

Обучение программированию дает вам возможность создавать и решать . Обучение программированию дает вам, , ответственным.

Но как работает программирование?

Давайте посмотрим на простую игру, написанную на Python.

А что ж и гадать?

Вам может быть интересно, что же в коде g и guess .Их называют переменными , и они используются для отслеживания данных в памяти компьютера.

Смотри!

Будьте осторожны со знаками = в коде.

Языки программирования используют знаки = для разных целей. В большинстве языков (включая Python) двойное равно (==) является проверкой равенства. Это означает: «Эти две вещи равны?» Напротив, одиночное равенство (=) - это инструкция (известная как присваивание), которая означает «установить значение на».

Переменная - это просто метка для данных.Таким образом, если пользователь вводит «3» на клавиатуре, тогда guess будет установлено на число 3, и всякий раз, когда компьютер прочитает guess , он будет читать его как значение 3.

Итак, как же запустить ваш код?

Есть две вещи , которые вам понадобятся для запуска программы игры в угадывание: редактор и интерпретатор .

Редактор сохраняет код, который вы пишете, в файл на жестком диске. Код (иногда называемый исходным кодом ) представляет собой просто текст, и его могут писать и читать люди.

Но компьютеры не могут обрабатывать текст, предназначенный для людей , , по крайней мере, не очень хорошо. Вот почему нам нужен инструмент для перевода удобного для человека исходного кода в двоичные единицы и нули, которые компьютеры понимают. Вот что делает переводчик. В этой книге используется интерпретатор Python .

Итак, нам нужен редактор и интерпретатор Python. К счастью, Python 3 поставляется со встроенным приложением под названием IDLE , которое выполняет как работу, так и многое другое.IDLE позволяет вам писать и редактировать код Python, переводит этот код в двоичную форму и, наконец, запускает программу Python 3. Из-за этого IDLE известен как интегрированная среда разработки .

Давайте посмотрим на эти шаги в действии.

Создайте новый файл программы

Когда вы впервые запускаете IDLE, отображается окно с названием Python Shell . Выберите параметр New Window из меню Python Shell File , которое создает для вас новое окно редактирования.Введите свой программный код в виде текста в это окно редактирования, и все готово.

Сделай это!

Откройте новое окно редактирования IDLE и введите код из «Заточите свой карандаш».

Подготовьте и запустите свой код

Следующим шагом является подготовка кода вашей программы к выполнению. Для этого выберите в меню File Save , чтобы сохранить программный код в файл. Выберите подходящее название для вашей программы.

Программы Python обычно сохраняются в файлах, которые заканчиваются на . py , поэтому назовем эту программу game.py .

Не имеет большого значения IDLE, в какой каталог вы сохраняете файл. Некоторые программисты любят создавать специальные каталоги для каждого нового проекта программирования. Но пока просто сохраните код в каком-нибудь каталоге, который легко запомнить.

Теперь давайте посмотрим, что происходит, когда мы запускаем программу.

Программа должна делать больше.

В настоящий момент игра в угадывание сообщает пользователю, верна ли его догадка или нет, но не более того.Было бы более полезно, если бы программа отображала более информативные сообщения, например, будет ли предположение на выше или на ниже , чем правильный ответ. Это поможет пользователю найти правильный ответ при следующем запуске программы.

Мы можем сделать это, изменив код. Но каким образом?

Сила мозга

Подумайте об исходном коде. Вам нужно будет использовать не только команд print () , чтобы обеспечить более информативную обратную связь.Что еще вам понадобится?

Программа - это больше, чем список команд

Вы, , могли бы создать программу, которая была просто списком команд . Но вы почти никогда этого не сделаете. Это потому, что простой список команд может выполняться только в одном направлении. Это похоже на движение по прямой дороге: на самом деле есть только один способ сделать это.

Но программы должны быть намного умнее этого.

Codeville: Ваша программа подобна сети дорог

Программы должны выполнять разные действия в разных обстоятельствах.В игре отображается код «Вы выиграли!» если пользователь угадывает число правильно, и «Вы проиграли!» если не. Это означает, что все программы, даже очень простые программы, обычно имеют несколько путей через себя.

Путь относится к набору инструкций, которым компьютер будет фактически следовать (или выполнять). Ваш код подобен уличной сети, с множеством разделов кода, соединенных вместе, как улицы в городе. Когда вы едете по городу, вы принимаете решение о том, по каким улицам двигаться, поворачивая налево или направо на разных перекрестках.То же самое и с программой. Время от времени ему также необходимо принимать решения о том, какой путь выбрать, но для вашего кода это не похоже на движение по дороге, он выполняет определенный путь .

Давайте подробнее рассмотрим, как программа решает, какой путь ей выбрать.

Филиалы - это кодовые перекрестки

Ехать по улице легко. Принимать решение нужно только на перекрестке. То же самое и с вашей программой.Когда у программы есть список команд, она может слепо выполнять их одну за другой. Но иногда вашей программе необходимо принять решение. Он запускает этот фрагмент кода или этот фрагмент кода?

Эти точки принятия решения называются ветвями , и они являются перекрестками дорог в вашем коде.

Ваша программа принимает решение, используя условие перехода . Условие ветвления имеет значение истинно или ложно . Если условие ветвления истинно, код запускается на истинной ветви.И если условие ветвления ложно, он запускает код на ложной ветке.

Вам необходимо внести изменения в игровую программу, чтобы пользователь мог получать более информативные сообщения.

А как будут выглядеть пути в программе?

Коду Python требуются соединительные пути

Решение нанесено на карту, и теперь мы знаем, что в программном коде должны быть пути, которые соответствуют этому:

Но разве здесь нет проблемы? В проекте много , соединяющих путей, но пока мы написали только код, который содержит только одну ветвь :

, если угадать == 5:
    print («Вы выиграли!»)
еще:
    print («Вы проиграете!») 

В новом коде нам нужно соединить две ветви вместе . Нам нужно, чтобы вторая ветвь появилась на ложном пути первой.

Так как же соединить ветки вместе в Python?

Python использует отступы для соединения путей

Код внутри операторов if и else - это с отступом . Это не только для того, чтобы код был красивым. В Python отступов имеют значение . Давайте рассмотрим другой пример кода: то, что решит, сможете ли вы поехать в центр города.Python использует отступы для соединения последовательности команд вместе для формирования путей.

Так как же соединить ветви вместе? Вы просто отступаете второй веткой на еще на один уровень .

Смотри!

Отступы имеют значение в Python.

Будьте осторожны с отступами в коде Python; если вы не сделаете отступ в коде правильно, ваш код может сделать что-то совершенно не то, что вы ожидаете.

Теперь у вас должно быть достаточно информации, чтобы исправить код, но прежде чем мы это сделаем, давайте посмотрим, как IDLE помогает вам использовать код отступа .

Пользователям все равно не нравится.

Программа работает, и теперь выдает дополнительную обратную связь, но есть проблема. Если пользователи хотят получить еще одно предположение, им придется снова запустить программу. Они на самом деле хотят, чтобы программа продолжала спрашивать их еще раз, пока они, наконец, не получат правильный ответ.

Вы видите, в чем проблема?

Как заставить компьютер делать что-то многократно? Должны ли мы просто сделать копию кода и вставить ее в конец файла? Это гарантирует, что пользователя спросят дважды.Но что, если им нужно сделать 3 догадки ? Или 4 догадки ? Или 10 000 догадок ? А как насчет случая, когда догадка верна?

Программа игры в угадывание должна иметь возможность многократно запускать какой-нибудь код .

Циклы позволяют запускать один и тот же фрагмент кода снова и снова.

Программам часто требуется запускать один и тот же фрагмент кода много раз. Помимо ветвей, языки программирования также предоставляют циклов .

Петли немного похожи на ветки. Подобно ветвям, циклы имеют условие (условие цикла ), которое либо истинно, либо ложно. Также, как и в случае if , часть ветвей, если условие цикла истинно, тогда цикл будет запускать данный фрагмент кода. Для ветки этот код называется body . Для петли она называется телом петли .

Большая разница между циклом и ветвью - , сколько раз он запускает связанный с ним код.Ветка выполнит свой код только один раз. Но цикл запустит тело цикла, затем снова проверит условие цикла и, если оно все еще верно, запустит тело цикла снова. И снова. И снова. Фактически, он будет продолжать выполнение тела цикла до тех пор, пока условие цикла не станет ложным .

В языках программирования есть много разных способов создания циклов, но один из самых простых способов в Python - использовать цикл while . Вот пример:

Вот как выглядит цикл, когда вы пишете его как цикл while Python.Код постоянно задает вопрос: «Мы там?» пока пользователь не наберет что-нибудь, кроме или . Вот как это выглядит при запуске:

Вы заметили, что перед запуском цикла вам нужно было установить значение переменной answer на что-то разумное? Это важно, потому что, если переменная answer еще не имеет значения no , условие цикла было бы ложным, и код в теле цикла никогда не запускал бы .

Имейте это в виду. Это может быть полезно в следующем упражнении ...

У вас уже есть глава 1. Давайте оглянемся на то, что вы узнали на данный момент.

Инструменты программирования

* Программы создаются из операторов кода:

  • команд выполняют действия.

  • филиалы решают дела.

  • петель повторяются.

* Условные выражения помогут вам решить, устанавливает ли

* Assignment имя для значения.