如何在while循环中使用if，else语句从变量中读取一系列值进行计算

Posted 2023-03-12

【中文标题】如何在while循环中使用if，else语句从变量中读取一系列值进行计算

【英文标题】：How to use an if, else statement inside of a while loop that reads a series of values from a variable for calculations

【发布时间】：2021-05-14 12:23:59

【问题描述】：

我对使用 python 非常陌生，我正在尝试对一个方程进行计算。我需要执行 6 次计算，输入数据是系列的形式（例如，变量 wi 包含一系列 6 个值）。所讨论的等式有两种不同的形式，1 如果wi 小于或等于 0.49，则采用 A 形式，如果 wi 大于 .49，则采用 B 形式。

我试图使用 while 循环通过嵌入的 if-else 语句来完成必要的计算，以便在每次迭代时采用正确的方程形式。我试图将结果放入的变量是aai，我为它创建了一个数组，并用零作为占位符。我在尝试运行代码时收到错误 "The truth value of a Series is ambiguous. Use a.empty, a.bool(), a.item(), a.any() or a.all()"。我的代码粘贴在下面。是否可以这样做或者我是否需要单独写出每个变量（例如wi = (0,1,2....) 到 wi0=0、wi1=1、wi2=2 并为每个变量创建多个循环？感谢您的所有时间并在这件事上提供帮助。真诚的，杰斯

import numpy as np
import pandas as pd

f = pd.read_excel (r"C:\Users\jmmar\Documents\PNG480MAT.xlsx")
#ex = pd.DataFrame(e)

t = 200
R= 10.73
mw = f.iloc[0,:]
tci = f.iloc[1,:]
pci = f.iloc[2,:]
zci= f.iloc[3,:]
wi = f.iloc[4,:]
omai = f.iloc[5,:]
ombi = f.iloc[6,:]
tri = t/tci
n=0
aai = np.zeros(6)
while n<7  :
   if wi.le(wi,.49) :
      fwi = .374640+1.54226*wi-.26992*wi**2
      n+1
        
   else :
       fwi = .379642+1.48503*wi-.164423*wi**2+.016666*wi**3
       aai = omai*(((R**2)*(tci**2))/pci)*((1+(fwi*(1-(tri**.5))))**2)
       n+1

#bi = ombi*((R*tci)/pci)
print(aai)

【问题讨论】：

错字：n+1 应该是 n += 1 或 n = n + 1

为什么不在循环内使用n？

我对编码和 python 非常陌生，并没有意识到我犯了这些错误。谢谢指点，以后会注意的！

因为你总是递增n，它可以是range

【参考方案1】：

使用带有range() 的for 循环而不是while。像这样的东西应该可以工作：

for n in range(7)  :
   if wi[n] <= .49 :
      fwi = .374640+1.54226*wi[n]-.26992*wi[n]**2           
   else :
      fwi = .379642+1.48503*wi[n]-.164423*wi[n]**2+.016666*wi[n]**3
   aai[n] = omai[n]*(((R**2)*(tci[n]**2))/pci[n])*((1+(fwi*(1-(tri[n]**.5))))**2)

【讨论】：

这比我以前尝试做的更接近，而且效率更高。唯一的问题是，当它运行时，aai 的新系列中的第一个值是 NAN，而不是它应该是的值。据我所知，NAN 是数据未对齐的时候。有任何解决这个问题的方法吗？感谢您的所有帮助，真的很感激！

嗯，这很奇怪...range(7) 应该为您的循环生成 n= 0,1,2,3,4,5,6 的值。你确定你在某处没有n=n+1（或n+=1）？

我在上面的 tri=t/tci 下有一个 n=1，但我已将其取出并尝试在 n = 0 且根本没有 n 的情况下运行它，它仍然重现相同的结果 NaN在未命名的 0 处应该有一个值

这是一个比较简单的代码块。问题可能出在tri[n] 返回 NAN 的平方根上吗？或者，另一个变量会导致问题？鉴于少数几个值，添加打印语句可能是最简单的：if wi[n] 上方的 1 个检查：print(n, wi[n], omai[n], tci[n], pci[n], tri[n])，aai[n]= 上方的 1 个检查：print(fwi)，然后一个检查：print(aai[n])。跨度>

打印所有变量和 tri**.5 后，在对 tri[n] 求平方根时出现错误。那是第一次发生 NaN 错误的地方。我曾尝试使用math.sqrt，但这会产生错误，因此我切换到.pow() 函数，每个print() 都会出现语法错误。我不知道如何解决这个问题，但我会继续努力！还有其他对平方根有用的函数吗？

【参考方案2】：

TL;DR：请参阅下面的“实际解决方案”。 但首先，解决代码中的每个问题：

如果wi 是一系列数字，您不需要硬编码它需要运行循环 7 次。您可以只遍历 wi 的值。

在循环内直接分配给aai 会覆盖现有的aai，它不再是np.zeroes() 数组。您可以将其初始化为常规的空 Python 列表并附加到它。并在循环结束时将其转换为数组。

aai = omai*... 赋值目前缩进到仅在 else 块内，但根据您的问题，它可能会出现在值小于或等于 0.49 或不小于的任何一种情况下。并且应该是append()。

所以你的循环看起来像：

aai = []  # empty Python list
for val in wi:
    if val <= .49:
        fwi = .374640+1.54226*val-.26992*val**2
    else:
        fwi = .379642+1.48503*val-.164423*val**2+.016666*val**3
    aai.append(omai*(((R**2)*(tci**2))/pci)*((1+(fwi*(1-(tri**.5))))**2))

aai = np.array(aai)  # convert it to a numpy array if needed as a numpy array

另外，if-else 块可以简化为使用 Python 的三元运算符"Conditional expressions"：

aai = []
for value in wi:
    fwi = .374640+1.54226*val-.26992*val**2 if val <= .49 else .379642+1.48503*val-.164423*val**2+.016666*val**3
    aai.append(omai*(((R**2)*(tci**2))/pci)*((1+(fwi*(1-(tri**.5))))**2))

aai = np.array(aai)

实际解决方案： 但是由于您使用的是 numpy 数组，因此您可以使用 np.where() 设置一个 fwi 值数组，该数组根据wi 中每个值的条件的真/假值分配值（任一公式）。然后一步计算aai作为数组运算。不需要 for 循环、硬编码长度或 if-else。

# newlines added for readability
fwi = np.where(wi < 0.49,
               .374640+1.54226*wi-.26992*wi**2,
               .379642+1.48503*wi-.164423*wi**2+.016666*wi**3)
aai = omai*(((R**2)*(tci**2))/pci)*((1+(fwi*(1-(tri**.5))))**2)  # becomes an array operation

【讨论】：

这帮助我理解了比几年前在 C++ 中学到的更好的循环方法。但是，我仍然将 NAN 放在应该有实际值的系列/数组的第一位。这是我的系列/数组对齐方式的问题，还是我应该手动将正确的值插入到发生 NAN 的位置？例如，一旦代码运行，aai 会显示未命名 0 的 NAN 值，但未命名 1 到 6 具有应有的正确值，因此我错过了应存在的未命名 0 中的值。

没错。 Python 循环（可以）迭代集合中的每个元素，这通常是想要的。 “按索引查找”方法也有效，但在 Python 中速度较慢（但在 numpy 中可能不是），通常是不必要的。至于什么不起作用，因为您的问题中没有 data，所以没有人能说出您为什么收到NaN。在pd.read_excel() 行之后提供您的数据框样本f。执行f.to_clipboard()，然后将其粘贴到您的问题中。

欢迎来到 ***。了解如何提供Minimal, Reproducible Example 来帮助我们解决您的问题。看起来每个变量mw、tci、pci、zci、wi、omai、ombi 都是数据框的一行（来自 excel），包含所有列。那么它只有7行吗？将数据框内容添加到问题中。