有人可以帮我分解并理解这个 collat​​z 序列代码吗？

Question

我是一名全新的编程研究生，遇到了一些麻烦。我正在解决一个教科书问题，希望我取一个正整数并打印该数字的 Collat​​z 序列。

    while num !=1:
        print(num)
        if num%2==0:
            num = num//2
    else:
        num = 3*num+1
print(1)

现在，此代码有效。我得到了数学逻辑。但是有些地方我不明白。

首先是 print(num)，这样做是为了让代码打印输入数字，因为这会启动序列。但是，将这个放在循环前面的逻辑/解释是什么？

其次，对于 num = num//2 和 num = 3*num+1，为什么代码运行只需要这些？最后，我们的目标是打印整个序列，直到输入变为 1。我认为您需要一个累加器。即 lst = [] 将每个值附加到该列表中，然后返回该列表。为什么只是重新标记它们 num = 工作？每次迭代，不会把之前的值删除，因为它没有存储在任何地方吗？

最后，为什么我们不需要以 return 结束循环？它怎么知道打印整个数字序列？它以 print(1) 结尾，因为每个输入都需要以它结尾，并且它在 1 之前终止。但是，我没有调用该函数（它是我这边的一个函数，而不仅仅是一个 while 循环）来采取行动。它只是……做到了。

如果这有点令人困惑，我很抱歉，但我正在尝试理解正确的代码答案。我大部分时间都在做累加器之类的东西，所以我不确定为什么不需要累加器，num = 做了什么，以及如何用 print(1) 结束它并出现整个序列。

Answer 1

首先是 print(num)，这样做是为了让代码打印输入数字，因为它开始了序列。但是，将这个放在循环前面的逻辑/解释是什么？

它被放置在它所在的位置，因为它不是只是为了打印输入的数字。它可以打印任何num 碰巧在代码中的那个点，每次到达代码中的那个点。在第一次迭代中，num 是序列的第一个元素。在第二次迭代中，num 现在是序列的第二个元素。在第三次迭代中，num 是第三个元素，依此类推。这个print 打印除了1 之外的序列中的每个元素，因为循环在那一点中断，这就是为什么在循环之后有一个单独的print(1)。

其次，对于 num = num//2 和 num = 3*num+1，为什么代码运行只需要这些？最后，我们的目标是打印整个序列，直到输入变为 1。我认为您需要一个累加器。即 lst = [] 将每个值附加到该列表中，然后返回该列表。为什么只是重新标记它们 num = 工作？每次迭代，不会把之前的值删除，因为它没有存储在任何地方吗？

print(num) 在计算时打印每个序列元素，因此程序不需要显式保存元素。程序确实忘记了之前的值，但它们已经被打印出来了。记住打印输出是其他一些工具的工作 - 例如，如果您在将标准输出定向到文件的情况下运行它，则打印输出将写入文件中。

最后，为什么我们不需要以 return 结束循环？它怎么知道打印整个数字序列？它以 print(1) 结尾，因为每个输入都需要以它结尾，并且它在 1 之前终止。但是，我没有调用该函数（它是我这边的一个函数，而不仅仅是一个 while 循环）来采取行动。它只是……做到了。

return 有两个工作：结束当前函数执行，并设置返回值。如果在没有执行return 的情况下执行到函数的末尾，则函数的执行仍然结束，返回值为None。 return 不参与打印输出。如上所述，这是print 的工作。

至于不调用函数，我们无法回答这是怎么回事。我们需要查看您实际运行的内容，包括实际功能。

Answer 2

1. 这就是没有列表的输出“神奇地出现”的方式
2. 见 #1
3. 您总是从函数返回...在这种情况下，您返回的是 None，而不是打印列表

将time.sleep 放在那里（在您的循环内）可能有助于可视化正在发生的事情

这个网站：python tutor - see how it works

有助于可视化代码执行