Python语言程序设计之一--for循环中累加变量是否要清零

Posted 2021-02-03 DanielHuang

最近学到了Pyhton中循环这一章。之前也断断续续学过，但都只是到了函数这一章就停下来了，写过的代码虽然保存了下来，但是当时的思路和总结都没有记录下来，很可惜。这次我开通了博客，就是要把这些珍贵的学习思考总结记录下来。从现在开始。

关于这一章始终有几个难点不懂。第一个就是每次循环过后，其中的累加变量是否要清零？这个问题困扰了我许久。很多次写完代码运行时发现，计算结果和我想要的结果根本不同。比如在《Python语言程序设计》这本书里，第5章习题第27题：

计算π的值：π =4 * (1 - 1/3 + 1/5 - 1/7 + 1/9 + … + (-1)ⁱ⁺¹ / (2*i -1))，显示当i=10000， 20000， ，，100000时π的值

题目不难，按公式写就行了。由于希望显示i在1万、2万，，时，π的值，所以用了两层for循环。最开始的代码如下：

# 累加变量
sum = 0

for i in range(10000, 100001, 10000):
    print(‘i =‘, i, ‘时，π的值为：‘, end = ‘‘)
    
    for j in range(1, i+1):
        sum += ((-1) ** (j + 1)) / (2 * j - 1)
    
    pi = 4 * sum

    print(pi)

运行结果如下：

i = 10000 时，π的值为：3.1414926535900345
i = 20000 时，π的值为：6.283035307179826
i = 30000 时，π的值为：9.42459462743631
i = 40000 时，π的值为：12.566162281026036
i = 50000 时，π的值为：15.707734934615797
i = 60000 时，π的值为：18.849310921538994
i = 70000 时，π的值为：21.990889289414817
i = 80000 时，π的值为：25.13246944300482
i = 90000 时，π的值为：28.27405098548388
i = 100000 时，π的值为：31.415633639074002

很明显，这个结果是错的。只有第一个结果是计算正确的。开始我百思不得其解，我的循环变量感觉没问题啊，循环步长也没错，计算公式也没错啊。怎么会这样？我想了想，第一个结果正确，但是从第二个结果就开始错，那问题就出在循环上面。当第一次计算结束时，此时sum 已经不再是0，而是有了一个值，由于sum定义在循环外部，所以下一次循环时，sum将带着第一次循环后的值进入下一次计算，相当于每循环一次，sum的值都在增加。相应的，π的值也在增加，这也就解释了为什么π的值越算越大。所以我将代码修改如下，就是进行了一步微调：将sum的定义移到第一层for循环的内部，i每循环一次，sum都要清零！！！

修改后的代码如下：

for i in range(10000, 100001, 10000):
    print(‘i =‘, i, ‘时，π的值为：‘, end = ‘‘)

    # 下面这句非常重要，每次计算完后累加变量要清零！
    sum = 0

    for j in range(i + 1, 0, -1):
        sum += ((-1) ** (j + 1)) / (2 * j - 1)
    
    pi = 4 * sum
    print(pi)

运行结果如下：

i = 10000 时，π的值为：3.1414926535900345
i = 20000 时，π的值为：3.1415426535898248
i = 30000 时，π的值为：3.141559320256462
i = 40000 时，π的值为：3.1415676535897985
i = 50000 时，π的值为：3.1415726535897814
i = 60000 时，π的值为：3.141575986923102
i = 70000 时，π的值为：3.141578367875482
i = 80000 时，π的值为：3.1415801535897496
i = 90000 时，π的值为：3.1415815424786238
i = 100000 时，π的值为：3.1415826535897198

这样才对嘛！随着 i 的增大，计算结果只能是在小范围内波动。

总结：循环变量是否要清零要看情况而定，但如果希望每次循环时，累加变量能以一个全新的值进入下一次循环那就要清零了。像这样喜欢在代码前面定义变量并赋初值的习惯，是写C留下的。但遇到循环时要小心，变量的作用域会在不知不觉间让你犯错。