Python中的變量作用域問題

Question

我是Python的新手，我一直在使用它，但我陷入了一個問題。這裏是我的代碼：

def collatz(num,ctr): 
    if(num != 1): 
     ctr+=1 
     if(num%2==0): 
      collatz(num/2,ctr) 
     else: 
      collatz(num*3+1,ctr) 
    return ctr 
test=collatz(9,0) 

對於任何號碼，我把爲num，讓我們說9例如，和0爲ctr，ctr永遠是爲1。我使用ctr變量是否錯誤？

編輯： 我想打印多少次函數遞歸。所以ctr將是每個遞歸的計數器。

Answer 1

的由於遞歸調用堆棧的順序，您示例中的變量ctr將始終爲1。如果返回ctr的一個值，則調用堆棧將開始返回以前的值ctr。基本上，在最後一次遞歸調用中，將返回最高值ctr。但是由於調用堆棧底部的方法調用會返回最後一個值，即將存儲在test,test中的值始終爲1。假設我將參數輸入到collatz中，這會導致該方法的總共五次調用。調用堆棧看起來像這樣下來，

collatz returns ctr --> 5 
collatz returns ctr --> 4 
collatz returns ctr --> 3 
collatz returns ctr --> 2 
collatz returns ctr --> 1 //what matters because ctr is being returned with every method call 

正如你所看到的，無論多少次collatz被調用時，1總是會返回，因爲在調用堆棧底部的呼叫ctr等於1 。

解決方案可能有很多的東西，但它確實取決於你想要完成的目標，這在你的問題中沒有明確說明。

編輯：如果您想要ctr最終成爲遞歸調用的次數，則只需將ctr分配給方法調用的值。它應該看起來像這樣，

def collatz(num,ctr): 
    if(num != 1): 
     ctr+=1 
     if(num%2==0): 
      ctr = collatz(num/2,ctr) 
     else: 
      ttr = collatz(num*3+1,ctr) 
    return ctr 
test=collatz(9,0) 

Answer 2

我改變了你的遞歸調用，將從遞歸調用接收到的值設置爲ctr。你寫它的方式，你丟棄了你從遞歸得到的值。

def collatz(num,ctr): 
    if(num != 1): 
      ctr+=1 
      if(num%2==0): 
        ctr=collatz(num/2,ctr) 
      else: 
        ctr=collatz(num*3+1,ctr) 
    return ctr 

test=collatz(9,0) 

Answer 3

一個例子：

def collatz(number): 

    if number % 2 == 0: 
     print(number // 2) 
     return number // 2 

    elif number % 2 == 1: 
     result = 3 * number + 1 
     print(result) 
     return result 

n = input("Give me a number: ") 
while n != 1: 
    n = collatz(int(n)) 

Answer 4

變量將返回在Collat​​z序列從你把任何數字開始最終數量考拉茲猜想說，這將永遠是1

Answer 5

Python中的函數參數是按值傳遞的，而不是通過引用傳遞的。如果您將某個號碼傳遞給某個功能，該功能會收到該號碼的副本。如果函數修改它的參數，這種變化不會在函數外可見：

def foo(y): 
    y += 1 
    print("y=", y) # prints 11 

x = 10 
foo(x) 
print("x=", x) # Still 10 

在你的情況，最直接的解決方法是使CTR成爲一個全局變量。它非常醜陋，因爲如果要再次調用collat​​z函數，則需要將全局範圍重置爲0，但我只是爲了顯示除了傳遞參考位之外，您的邏輯是正確的。 （請注意collat​​z函數現在不返回任何東西，答案在全局變量中）。

ctr = 0 
def collatz(num): 
    global ctr 
    if(num != 1): 
     ctr+=1 
     if(num%2==0): 
       collatz(num/2) 
     else: 
       collatz(num*3+1) 

ctr = 0 
collatz(9) 
print(ctr) 

因爲Python沒有尾調用優化，當前的遞歸代碼將與堆棧溢出崩潰，如果在Collat​​z序列的長度超過1000步（這是蟒蛇默認堆棧限制）。您可以通過使用循環而不是遞歸來避免此問題。這也可以讓我們擺脫那個麻煩的全局變量。最終的結果是有點更地道的Python，在我看來：

def collats(num): 
    ctr = 0 
    while num != 1: 
     ctr += 1 
     if num % 2 == 0: 
      num = num/2 
     else: 
      num = 3*num + 1 
    return ctr 

print(collatz(9)) 

如果你想堅持用遞歸函數，其一般清潔避免使用可變分配像你正在嘗試做的。函數不是修改狀態的「子程序」，而是使它們更接近數學函數，它接收一個值並返回僅依賴於輸入的結果。如果你這樣做，遞歸推理可能會容易得多。我將離開這個作爲一個練習，但典型的「骨架」的遞歸函數是有一個如果檢查的基本情況和遞歸的情況下聲明：

def collatz(n): 
    if n == 1: 
     return 0 
    else if n % 2 == 0: 
     # tip: something involving collatz(n/2) 
     return #??? 
    else: 
     # tip: something involving collatz(3*n+1) 
     return #???