溫文默克的學習筆記Python篇（1）——Collatz 序列頭條網

2021-04-10 21:24:51 佚名

【人生苦短，我學Python】是眾多和計算機接觸過的朋友耳熟能詳的段子，Python作為最近幾年非常火的編程語言，因為其簡潔和開源的特點，受到許許多多人的喜愛。著名房地產商潘石屹先生也在學習Python，足以可見Python的實用性和其強大的“魅力”。

筆者自身對於Python也是十分喜愛，希望能有越來越多的朋友接觸這門語言。關於Python的學習，除了看一些課程視頻和專業書籍外，筆者認為最重要的就是練習，無論是大的項目還是小的例子，只有在練習中不斷進行嘗試才能找到自己的“盲區”。

接下來，筆者開始今天的學習筆記分享——Collatz 序列。

Collatz 序列（奇偶歸一猜想）又稱為3n＋1猜想、冰雹猜想，是指對於每一個正整數，如果它是奇數，則對它乘3再加1，如果它是偶數，則對它除以2，反覆進行上述循環，最終結果都能夠得到1。為了實現上述功能，首先要定義一個函數（筆者將其命名為collatz()），它有一個名為 number 的參數。如果參數是偶數，那麼 collatz()就打印出 number // 2，並返回該值。如果 number 是奇數，collatz()就打印並返回 3 * number + 1。

<code>def collatz(num):
    if
 num % 2
==0:
        return num  
    else:
        return
 3
 * num + 1
/<code>

然後編寫一個程序，讓用戶輸入一個整數，並不斷對這個數調用 collatz()，直到函數返回值１。而要實現這一功能要注意兩點，一是要記得用 int()函數將輸入的值轉成一個整數，否則它會是一個字符串，調用collatz()會失敗。二是要不斷調用collatz()，這時就需要用到“遞歸”了。

那什麼是“遞歸”呢？簡單來說就是不斷地調用自己，舉個筆者小時候聽過的例子：從前有座山，山裡有座廟，廟裡有個老和尚，老和尚在給小和尚講故事，說從前有座山，山裡有座廟，廟裡有個老和尚，老和尚在給小和尚講故事，從前有座山... 還有從兩面相對的鏡子中看到的畫面，其實都是抽象出來的遞歸現象。

不過這嚴格上來說並不能算是遞歸，因為會一直重複下去，沒有終止條件，那就稱為死循環了。遞歸需要終止條件的。利用遞歸的思想，可以實現很多功能，比如九九乘法表，斐波拉契數列……

回到本來的Collatz 序列這個例子，筆者定義了一個名為func()的函數，參數值為輸入的正整數。在這個函數里調用collatz()，如果得出的值不是1，證明還沒到最後，將其打印出來，再使用遞歸的思想，調用自己，參數值為目前使用collatz()得出的值，反覆進行，直到最後得出的值為1。

<code>def 
func
(i)
:
    if
 collatz(i) != 1:
        print(collatz(i))
        i = collatz(i)
        
func
(i)

    else:
        print
(collatz(i))/<code>

到了這一步基本的功能已經實現了，不過我們還可以在輸入操作上進行一些完善，在用戶輸入數值類型錯誤時，給予提示。這裡使用try…except語句來解決輸入錯誤問題。

<code>while
  
True:
    print
("Enter number:")
    try:
        i = int(input())
        
func
(i)

        break
    except ValueError:
        print
("請輸入整數！！！"
)/<code>