使用条件语句在多个 for 循环内中断和返回答案

【问题标题】：Break and return inside multiple for-loops with conditional statement使用条件语句在多个 for 循环内中断和返回
【发布时间】：2019-05-02 01:31:22
【问题描述】：

我创建了一个长代码，由 for 循环内的多个列表组成。计算没有错。它确实得到了预期的结果。列表的代码和构造工作正常。问题是当它运行时，我已经定义了满足某个条件时的中断。但它不会在第一次运行时中断，继续并遍历第一个循环的范围函数内的所有值。我想实现在条件匹配时返回一个真值，并且停止并且不会根据第一个循环中的范围值继续增长。

我会解释代码是如何工作的！

代码： 第一部分是一致的，是输入

import math
import numpy as np


Ned = -500
fcd = 20
fyd = 435
E = 2e5
h = 200
cb = 35
ct = 35
ca = 35
b= 150
y = 12
d = h - cb
ds = ct
a = 25
yb = 8
ecu = 0.0035
rebarnumber = math.floor((b-(2*cb+2*yb+y))/a)
PI_Y2_4 = int(math.pi/4*(y)**2)
disc = []
dis = []
Asi = []
Asci = []
Esc = []
Esci = []
Sc = []
Sci =[]
#############################
# Calculation starts here
#############################

for n in range(0,10):         # <------- First for-loop
    cbb = cb + yb + y/2
    ctt = ct + yb + y/2

    if  0 < n <= rebarnumber:
        Asi.append(PI_Y2_4)
        dis.append( h - cbb)
        Asci.append(PI_Y2_4)
        disc.append( ctt )
    if  rebarnumber < n <= (2 * rebarnumber):
        Asi.append(PI_Y2_4)
        dis.append( h - cbb - ca)
        Asci.append(PI_Y2_4)
        disc.append(cbb + ca)
    if (2*rebarnumber) < n <= (3 * rebarnumber):
        Asi.append(PI_Y2_4)
        dis.append( h - cbb - 2*ca)
        Asci.append(PI_Y2_4)
        disc.append(cbb + 2*ca)
    if (3*rebarnumber) < n <= (4 * rebarnumber):
        Asi.append(PI_Y2_4)
        dis.append( h - cbb - 3*ca)
        Asci.append(PI_Y2_4)
        disc.append(cbb + 3*ca) 
    if (4*rebarnumber) < n <= (5 * rebarnumber):
        Asi.append(PI_Y2_4)
        dis.append( h - cbb - 4*ca)
        Asci.append(PI_Y2_4)
        disc.append(cbb + 4*ca)  
    if (5*rebarnumber) < n <= (6 * rebarnumber):
        Asi.append(PI_Y2_4)
        dis.append( h - cbb - 5*ca)
        Asci.append(PI_Y2_4)
        disc.append(cbb + 5*ca)
    if (6*rebarnumber) < n <= (7 * rebarnumber):
        Asi.append(PI_Y2_4)
        dis.append( h - cbb - 6*ca)
        Asci.append(PI_Y2_4)
        disc.append(cbb + 6*ca)
    if (7*rebarnumber) < n <= (8 * rebarnumber):
        Asi.append(PI_Y2_4)
        dis.append( h - cbb - 7*ca)
        Asci.append(PI_Y2_4)
        disc.append(cbb + 7*ca)

    for i in range(0,len(dis)):
        Esc.insert(i, dis[i])
        Esci.insert(i, disc[i])
        Sc.insert(i, dis[i])
        Sci.insert(i, disc[i])

        for x in np.linspace(1,h,10000):    # <-------- Second for-loop
            for k, _ in enumerate(Esc):
                try:    
                    if x < dis[k]:
                        Esc[k]=( ecu/x*(dis[k]-x) )
                    else:
                        Esc[k]=(- ecu/x*(x-dis[k] ) )

                    if x < disc[k]:
                        Esci[k]=( -ecu/x*(x-disc[k]) )
                    else:
                        Esci[k]=(- ecu/x*(x-disc[k]) )
                except (ZeroDivisionError, RuntimeWarning):
                    Esc[k]=( 0 )
                    Esci[k]=( 0 )       

            for k, _ in enumerate(Sc):       # <-------- Third for-loop
                ss = Esc[k]*E
                if ss <= -fyd:
                    Sc[k]= -fyd
                elif ss >= -fyd and ss < 0:
                    Sc[k]=ss
                else:
                    Sc[k]=min(ss,fyd)

            for k, _ in enumerate(Sci):
                sci = Esci[k]*E
                if sci <= -fyd:
                    Sci[k]= -fyd
                elif sci >= -fyd and sci < 0:
                    Sci[k]=sci
                else:
                    Sci[k]=min(sci,fyd)

            FS = 0
            FSC = 0
            for a, _ in enumerate(Sc):
                FS += Sc[a]*Asi[a]
                FSC+=Sci[a]*Asci[a]

            MS = 0        
            MSC = 0
            for m, _ in enumerate(Sc):
                MS += Sc[a]*Asi[a]*(dis[m]-h/2)
                MSC+= Sci[a]*Asci[a]*(h/2-disc[m])

            Nrd = 0
            Mrd = 0
            Nrd = int((-0.8*x*b*fcd+FSC+FS)/1000)
            Mrd = (0.8*x*b*fcd*(h/2-0.4*x)+MS-MSC)/1000000

            if 0 <= (float(Nrd) - Ned) <= 1:
                print(Nrd, x, Asi)
                break
        break

它是如何工作的？

第一个 for 循环创建一个索引为 0 的列表，即[value1]，第二个 for 循环使 x 值递增（范围），第三个 for 循环创建列表依赖于第一个创建的列表 [value1]。然后Nrd 值根据 x 值的增量确定。如果满足条件0 <= (float(Nrd) - Ned) <= 1:，则计算将停止并返回Nrd 值。如果不匹配，则返回并从第一个 for 循环中获取索引 1，创建[value1, value2]，如果满足条件，则再次到达 Nrd，否则将中断，直到匹配为止。

我的问题是当代码运行时，我得到了这些输出。

 Nrd       x             Asi
---------------------------------------------------
-499 181.84938493849384 [113]
-499 162.36533653365336 [113, 113]
-499 147.3990399039904 [113, 113, 113]
-499 137.48784878487848 [113, 113, 113, 113]
-499 130.72117211721172 [113, 113, 113, 113, 113]
-499 126.10391039103911 [113, 113, 113, 113, 113, 113]
-499 122.7006700670067 [113, 113, 113, 113, 113, 113, 113]
-499 120.01390139013901 [113, 113, 113, 113, 113, 113, 113, 113]
-499 119.71537153715371 [113, 113, 113, 113, 113, 113, 113, 113, 113]

以上输出都是真正的多重解。但我想在第一场比赛中停止（休息），而不是给出所有解决方案。

我使用过return True，但它在这里并没有真正工作，当它抱怨功能失效时。

这里的第二个问题是第二个 for-loop for x in np.linspace(1,h,10000): 我真的很想用许多小数运行它以获得最佳结果，但是它会变慢并且需要很长时间来计算。有没有办法加快速度？

也许将上述代码行定义为函数会更有效。

【问题讨论】：

我认为你应该尝试重构顶部的多个 if 语句，它们看起来都像 if (k*rebarnumber) < n <= ((k+1)* rebarnumber)。此外，您可能应该阅读the python style guide。
关于速度的第二个问题：您的代码似乎解决了数学或物理问题。它有名字吗？你能链接到一些关于它的资源吗？也许已经有一个库。
感谢您的回复。是的，这是钢筋混凝土柱的工程问题。我真的不这么认为，有一个图书馆可以解决这些问题。如果有，那么他们在商业软件中拥有它。
如何实现重构if (k*rebarnumber) < n <= ((k+1)* rebarnumber).
我重构了你的代码here。也看看其他 cmets。

标签： python python-3.x list for-loop break

【解决方案1】：

最简单、最直接的解决方案是将所有代码移动到一个函数中

 def calculate_results(...args...): # Bad name, use a more suitable one
     ...
     for n in range(0, 10): # <------- First for-loop
         ...
         for x in np.linspace(1,h,10000):    # <-------- Second for-loop
         ...
         if 0 <= (float(Nrd) - Ned) <= 1:
            return Nrd, x, Asi

然后调用函数

Nrd, x, Asi = calculate_results(...)
print(Nrd, x, Asi)

使用真正描述函数正在做什么的本质的函数名称，并且只在函数内执行单一的事情。然后return 语句清楚地表明这个任务现在已经完成了。

【讨论】：

我已经将函数命名为mncapacity，没错，它计算元素的法向力和力矩容量。