趣味编程指南（5-1）-程序的流程控制-循环语句1
本帖最后由 kaka 于 2017-8-18 08:24 编辑从这节开始，你将会接触到编程中一个重要且强大的知识点 - 循环语句。在此之前，若你想在程序中画一万个圆，只能用一个可怕的方式去做，写一万行 ellipse。那些千方百计为了提高效率（偷懒）的语言设计者肯定不会允许这样的事发生。所以就有了循环语句。通过它，你可以最直观地感受计算机自动化的威力。for循环循环语句有多种，其中最常用的就是 for 循环。我们都了解 draw 函数是不断循环执行的。先从开头的第一句开始，由上至下执行直到最后一句，执行完一遍后，又会再从第一句开始重新运行。for 语句和它有点类似。写在它里面的代码都可以被反复执行。它的语法结构是这样的： for(表达式1; 表达式2; 表达式3){ 循环体 }循环体中自然就是写我们希望被反复执行的语句。表达式 1 用作初始化，为循环变量赋初值。表达式 2 填写的是循环的条件。表达式 3 会更新循环变量的数值。循环变量指的是什么？它其实相当于一个局部变量。我们先来看一个完整的写法。 for(int i = 0; i < 10; i++){ 循环体 }for 语句要实现循环的功能，主要依赖一个局部变量，循环的终止会需要用到它。在上面例子中即是 i。表达式 1 完成了局部变量的初始化。之后循环每执行一遍，这个变量就必须更新。其中实现更新功能部分的就是表达式 3 中的 i++ ,透过它变量每次更新就会增加 1。到最后，循环体中的代码是不能无限循环下去的，否则后面的语句都无法执行，因此我们需要存在一个终止条件，表达式 2 就起到了这个作用。这里程序会判断 i 是否小于 10，当满足就继续执行，不满足就跳出循环。因此，for循环中的语句执行顺序就是这样的表达式1（局部变量初始化）
表达式2（满足继续往下执行）
循环体（第一次循环）
表达式3 (更新)
表达式2（满足继续往下执行）
循环体（第二次循环）
表达式3 (更新)
表达式2（满足继续往下执行）
循环体（第三次循环）
...
...
表达式3 (更新)
表达式2（不满足，跳出循环）你可以对照这个执行顺序在脑海中模拟几遍。但不亲手敲一次代码是不可能真正理解的。当我们想摸清一个陌生的概念，可以先在控制台通过 println 语句输出数值。－－代码示例（5-1）:void setup(){
for(int i = 0; i < 10; i++){
println ("run");
}
}你可以数一数控制台中输出 run 的数量，这里刚好为 10 个。由此就获悉了循环体中的代码执行的次数。但这样做还是无法察觉循环内具体发生了哪些变化。我们可以把输出的字符 “run” 改成变量 i 试试。－－代码示例（5-2）: void setup(){
for(int i = 0; i < 10; i++){
println (i);
}
}现在能看到，在循环体中的 i 值是不断增大的。以后我们可以通过这个值，来了解当前循环的进度。
[*]在示例（5-2）中，i 的值是从 0 变化到 9。似乎和实际循环次数总是相差 1。若是觉得不习惯，for语句括号中的表达式也可以写成
for(int i = 1; i <＝ 10; i++)这样 i 就会恰好对应循环次数。 “<＝” 含义是小于等于，所以当 i 等于 10 时会仍然满足条件，因此会比写成 i < 10 在末尾中可多循环一遍。尽管是从 1 开始，但循环的次数一样为 10。当然，若是没有特别必要的话还是建议采取例子开头的写法。后面介绍到的 vector 或数组，都是通过下标来获取元素的，而下标默认都是从 0 开始。初值先设为 0，是较为常用的做法。
[*]上例中若写 i 大于 0，程序是会崩溃的。因为变量持续递增，永远都会满足这个条件。这样相当于不能终止，程序会陷入死循环。
[*]for语句中的局部变量不仅可以声明整形类型，还可以用诸如浮点类型来声明变量。可以写成 for(float i = 0;i < 10;i+=0.02)。
for循环解数学题不了解大家是否还记得数学家高斯小时候的一则故事。高斯那时 10 岁，他的算术老师想在课堂上布置一个作业，题目是1＋2＋3＋4……＋97＋98＋99+100＝？如果用手算，自然会耗费很长的时间。但高斯估计是自己琢磨出了等差数列的求和方法，所以在题目刚报出时，就轻松地报出答案，让老师大吃一惊。现在我们可能不大记得等差数列求和究竟是什么了，但却可以用一种原始而暴力的方式得到答案。那就是 for 循环。反正计算对电脑而言，是小菜一碟。我们只要将问题描述为计算机可识别的语言，就能轻松获得答案。－－代码示例（5-3）: void setup(){
int answer = 0;
for(int i = 1; i <= 100; i++){
answer += i;
}
println(answer);
}相信你得到的结果会和高斯报出的答案一样，为 5050!
[*]Tips:for 循环中局部变量的名字可以随意更改，只要符合变量的命名规则即可。可以写成 (int k = 1;k <= 100;k++)。没有特殊情况，默认使用 i 作为变量名。
for循环绘图经过一番略显枯燥的铺垫，我们终于可以进入更有意思的环节了。就是用 for 循环画图。那些枯燥的数值计算可以先搁到一边了，设计师还是对图形更为敏感～利用 for 循环绘制一排圆当我们想用 for 循环去表现一组重复的元素。只要事先确定这些元素间的数量关系，就能很方便地用 for 循环去实现，而无需做大量的重复劳动。假如要画一排水平方向均匀分布的圆，它的纵坐标是不变的。变化的只是横坐标，而这个横坐标从左到右，是不断递增的，并且递增距离都一样。这时就可以通过 for 循环中的 i，来确定每个圆的横坐标。－－代码示例（5-4）:void setup(){
size(700, 700);
background(83, 51, 194);
noStroke();
}
void draw(){
for(int i = 0; i < 7; i++){
ellipse(50.0 + i * 100.0, height/2.0, 80.0, 80.0);
}
}50 代表左面第一个圆的起始位置，i * 100 中的 100 表示递增的距离。利用 for 循环绘制随机圆点上面图形的位置都是可预测的，这样就失去很多趣味。我们可以用前面提到的 random 函数，来创造更多的可能性。试试将它写在绘图函数中。－－代码示例（5-5）: void setup(){
size(700, 700);
background(0);
noStroke();
}
void draw(){
background(0);
for(int i = 0; i < 10; i++){
float randomWidth = random(60.0);
ellipse(random(width), random(height), randomWidth, randomWidth);
}
}
这里的圆的位置之所以不断闪动，是因为 random 函数每执行一次，结果都是随机的。由于 draw 函数默认每秒运行 60 帧，所以每次绘制的 10 个圆在一秒内，会随机改变 60 次位置。这种快速的闪动就让画面看上去不止有 10 个圆了。程序里改变一个简单的数值，就能获得截然不同的效果。我们可以通过修改循环终结条件来改变循环的次数。下图的循环终结条件为 i < 100下面是循环终结条件为 i < 1000 时的效果
randomSeed 如果我不希望圆的位置是随机生成的，但又不希望它闪动。应该怎么做？一种做法是为每个圆的坐标都创建独立的变量去保存，并在 setup 中对这些变量进行初始化，一并赋上随机值。这样在 draw 里使用绘图函数，调用的就是变量中存储的数值，而不会随时发生改变。
画 10 个圆尚且可用这个方法去创建变量。但画 1000 个圆，10000 个圆。要创建这个数量的变量用传统的方式逐个去命名是会非常繁琐的。
我们先不用去学习新的创建变量的方式。这里有一个灵活的方法可以达到这个目的。就是使用 randomSeed。先看使用后的效果。
－－代码示例（5-6）:
void setup(){
size(700, 700);
background(0);
noStroke();
}
void draw(){
background(0);
randomSeed(1);
for(int i = 0; i < 10; i++){
float randomWidth = random(20.0, 60.0);
ellipse(random(width), random(height), randomWidth, randomWidth);
}
}
与前面的代码相比没有很大变化，除了让圆的半径随机范围改成从 20 到 60 之外，只多了一句 randomSeed。但用上这句之后，图形似乎都变静止了。
调用格式：
randomSeed(a);其中的 a 设置的是种子，需要填写整数（在 P5 中填写浮点数不会报错，但只会将它化成整数处理）。randomSeed 的作用是设定随机数的种子,它会根据不同的种子，生成不同的随机数序列。在它之后调用的 random 函数，返回的结果都是确定的。这里的确定不是指结果是一个定值，它确定的只是生成的序列。也就是说对应的调用次数，返回的结果是确定的。
－－代码示例（5-7）:
void setup(){
randomSeed(0);
for(int i = 0; i < 5; i++){
println(random(10));
}
}
继续用 println 做个实验。使用了 randomSeed 后，你每次关闭程序，再运行程序。返回的都会是一串同样的结果。数值与顺序会一一对应的。去掉的话，每次返回的都是不同的数值。
之所以有这种设置。是因为程序中的随机数，本身都是“伪随机”的。结果看似随机，实则都是通过一个固定的，可重复的计算方法产生的。randomSeed 就相当于指定某个原始值。之后的结果都会根据这个种子来推算。而当我们不指定种子时，程序会默认根据系统的当前时间来生成种子。因此每次运行结果都不一样。
下面的例子可以帮助你更好地理解 randomSeed。
－－代码示例（5-8）:
void setup(){
size(700, 700);
background(0);
noStroke();
}
void draw(){
randomSeed(1);
for(int i = 0; i < 10; i++){
float randomWidth01 = random(10, 60);
ellipse(random(width), random(height), randomWidth01, randomWidth01);
println(randomWidth01);
}
randomSeed(1);
for(int i = 0; i < 10; i++){
float randomWidth02 = random(10, 60);
ellipse(random(width), random(height), randomWidth02, randomWidth02);
println(randomWidth02);
}
}
尝试将第二个 randomSeed(1) 修改成 randomSeed(0) 对比最终的结果。
[*]Tips:P5 中只要在 draw 的结尾调用 noLoop 函数，就可以达到同样的效果，它的作用是令程序中止运行。与上面的实现原理有本质的区别。
for 循环画线 掌握 randomSeed 的用法之后，可以尝试替换绘图函数，例如将画圆变成画线。只要给直线的端点设计一些变化规则，就可用大量的线条交织出独特图案。
－－代码示例（5-9）:
void setup(){
size(700, 700);
background(0);
}
void draw(){
randomSeed(0);
for(int i = 0; i < 2000; i++){
float x1 = width/2.0;
float x2 = random(50.0, 650.0);
stroke(255, 20);
line(x1, 50, x2, 650);
}
}
转自www.inslab.cn
雪花点好动人 板凳 地板 好666
页:
[1]