每个循环返回一个结果

Question

我是初学者，遇到了问题，现在真的要解决了。

代码如下：

n=3   #time step
#f, v and r are arrays,eg [3,4,5]
#r,v,f all have initial array which is when n=0
def force():
    r=position()
    f=r*2
    return f

def position(n):
    v=velocity(n)
    for i in range(n):    #This part may wrong...
        r=v*i             #How can I return results when i=0,1...5?
    return r

def velocity(n):
    f=force
    for i in range(n):
        v=f*i              #Same problem here.....
    return v

另一个问题是力量。它是位置的函数，它是速度的函数，而速度是力的函数。所以，这是一种逻辑循环。我什至不能 开始。从物理上讲，它最初应该在 time=0 时从 force 开始，然后进行循环。但我只是不知道如何在 Python 中做到这一点。 还有如何让r,v的行随着时间的演变而成为结果？

Answer 1

你可以使用yield。

def velocity(n):
  f=force
  for i in range(n):
    v=f*i
    yield(v)

for vel in velocity(n):
  //do something

一个工作示例。一旦产生，它将打印功能测试的输出。所以你不需要等待循环的下一次迭代。

import time
def test():
  for i in range(10):
    time.sleep(i)
    yield(i)

for k in test():
  print k

Answer 2

看起来您正在尝试执行欧拉算法并且在循环中有点混淆。这是我认为它应该看起来的样子（我假设这是为了游戏而不是家庭作业......如果是为了家庭作业，你应该清楚地说明这一点，所以我们不会给出完整的答案，就像我在这里做的那样.)

这个例子是一个弹簧上的球，我认为你的目标是。我就是这个例子，我的初始条件是沿 x-z 轴对角抛出，并且我还包括重力（如果您不打算使用向量，则可以将所有向量替换为标量，例如 t, x , v = 0., 0., 2.; 等等）。

from numpy import *

# set the start conditions, etc.
n_timesteps = 100
dt, m, k = .1, 1., 2. # timestep, mass, spring-const (I'll write the equations correctly so the units make sense)
t, x, v = 0., array([0.,0.,0.]), array([2., 0., 2.])  # initial values
gravity = array([0., 0., -9.8])  # to make the problem a little more interesting
result = zeros((4, n_timesteps))

# run the simulation, looping through the timesteps
for n in range(n_timesteps):
    # do the calculation
    f = -k*x + gravity
    a = f/m
    v += a*dt
    x += v*dt
    # store the results
    t += dt  # just for easy record keeping
    result[0,n] = t
    result[1:4, n] = x

请注意，for 循环在时间步上循环（并且向量上的所有循环都是由 numpy 广播处理的，例如 f = -k*x+gravity，还有什么更容易的？）。另请注意，首先设置力，然后我们沿着导数积分链向下工作，然后回到顶部并再次从力开始。 （你说得对，这有点不对称，实际上我们应该同时更新它们，或者类似的东西，这是欧拉方法的缺陷，但它对于小时间步长来说足够好。）

这就是情节的样子......球按预期摆动

编辑：澄清您的问题：基本上，您的代码问题不是您暗示的“启动功能”的问题；相反，您的代码以错误的方式解决了问题，因此您需要修复该方法。看起来您正在尝试迭代每个函数内的时间步。 这是不正确的！相反，您需要通过时间步进行包络迭代，并且对于每个时间步，更新所使用的每个变量的当前状态在计算中在那个时间步。您可以将此更新编写为单独的函数，或者例如，您可以像我一样内联执行它。但是在每个变量计算函数中迭代时间步是没有意义的。相反，为了让您的示例有意义，force、velocity 和其他函数应该在当前时间步具有输入内容，并返回对该变量状态的更新以在下一个时间步中使用。看看我的例子是如何做到的：它只是循环遍历时间步和 within 每个时间步循环它按顺序更新所有变量，将每个更新的变量基于在它之前更新的变量 当前时间步长。

Answer 3

您需要使用 append 来添加到列表中。

def position(n):
    v=velocity(n)
    r = array()
    for i in range(n):    #this part may wrong...
        r.append(v*i)             #how can I return results when i=0,1...5?
    return r

Answer 4

你可以使用列表推导：

def position(n):
    v=velocity(n)
    return [v*i for i in range(n)]

或者，因为您使用的是 numpy：

v=np.array([1,2,3])
# array([1, 2, 3])

您可以使用 numpy 广播一击表达整个计算：

i=np.arange(5)
# array([0, 1, 2, 3, 4])

v[:]*i[:,np.newaxis]
# array([[ 0,  0,  0],
#        [ 1,  2,  3],
#        [ 2,  4,  6],
#        [ 3,  6,  9],
#        [ 4,  8, 12]])

在上述计算中，i 中的标量值（例如 0,1,2,3,4）分别与数组 v 相乘。结果被收集在一个二维 numpy 数组中。每行对应一个不同的值i。 有关 numpy 广播的介绍，请参阅 http://www.scipy.org/EricsBroadcastingDoc。

@OP：解决您关于“逻辑循环”的问题： 通常，您所做的是定义系统的“状态”。也许在您的情况下，状态将由一个元组（时间、位置、速度）组成。然后，您将定义一个函数，该函数将状态元组作为输入并返回一个新的状态元组作为输出。

给定一个（时间，位置，速度），可以计算力（主要从旧位置）。然后根据力计算新的速度。根据速度，您可以计算出一个新位置。

不要先写代码。

在这种情况下，请用纸和铅笔坐下来，用一个具体的例子手工进行计算。做足够的迭代，直到你清楚地看到计算是如何完成的模式。步骤的顺序是什么？哪些部分会重复？ 亲手看懂怎么写，python代码怎么写就清楚了。