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  • 多层循环意义

    2016-10-04 11:52:00
    多层循环,就像剥洋葱一样,一层一层地拨开,核心的处理逻辑隐藏在内层循环,更重要意义在于,在外层循环所代表的不同变量下,内层循环执行的逻辑是是一样的。比如对于冒泡排序,外层循环限制的仅仅是内层循环的...

    双层循环的经典使用场景:

    • 冒泡排序
    • 希尔排序

    1. 多层循环的含义

    多层循环,就像剥洋葱一样,一层一层地拨开,核心的处理逻辑隐藏在内层循环,更重要的意义在于,在外层循环所代表的不同变量下,内层循环执行的逻辑是是一样的。比如对于冒泡排序,外层循环限制的仅仅是内层循环的起始位置;而对于希尔排序而言,外层循环控制的是内层循环所依赖的 Increment 的大小:

    int Increment;
    for (Increment = N/2; Increment >= 0; Increment /= 2) {
        ...
    }

    循环的意义也相当于递归,正因如此,才可将递归转换为迭代版本。只不过递归时传递的参数的变化,反应在循环体的参数上。

    转载于:https://www.cnblogs.com/mtcnn/p/9423490.html

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  • 循环语句的设计一直是计算机语言开发的一项重要应用。在高级语言使用中,循环语句的使用好坏会直接影响开发项目的质量。C语言中的循环语句的掌握对于有程序设计经验的人来说比较容易掌握,但是对于那些没有经验的...

    摘 要:C语言是面向过程结构化的设计语言,在其设计、使用中会大量的使用循环语句。循环语句的设计一直是计算机语言开发的一项重要应用。在高级语言使用中,循环语句的使用好坏会直接影响开发项目的质量。C语言中的循环语句的掌握对于有程序设计经验的人来说比较容易掌握,但是对于那些没有经验的初学者或是程序设计经验不是很丰富的人来说,比较难掌握。

    关键词:程序设计;结构化语言;循环结构

    一、 C语言的应用

    随着计算机的普及用,越来越多的人感觉到现有的计算机的应用不能满足越来越多、越来越复杂的事物处理,所以希望自己能够根据所遇到不同的情况来设计、制作、开发相对灵活的控制程序。这样既可以满足个人的需要,又能满足其它不同的使用用途。

    C语言是高级语言的基础,学习计算机语言要从C语言入手,C是面向过程编程的,这样会把所有的功能包含在几个(通常是一个)代码模块中。便于以后可以通过不同的用途来进行移植,可以对不同的控制项目产生相同的效果。

    C语言的优点很多,但是现对于其他语言的优点就是可以在多种操作系统下运行。

    二、 C语言中的循环语句

    C语言中的循环语句的作用是为了使同一个事物具有相同的操作,这可以大大减少程序的复杂性,能够提高程序的运行效率。在日常使用中的问题中有许多具有相同规律的重复动作,因此在程序设计中就要对这些相同的动作,重复使用这些语句。一组被不断重复使用的语句称之为循环语句,如果循环的终止条件被触发,那么就要终止循环。循环语句由两部分组成,即循环体及循环的终止条件。

    在C语言中,包含以下循环语句:for、while和do While。分别介绍如下:

    1、for循环

    for语句格式为: for(a;b;c){……}.

    该语句执行流程如下: ①先对a赋初值; ②判别b是否满足给定条件,若其值为真,满足循环条件,则执行循环体内语句,然后

    执行c,进入第二次循环,再判别b……;否则判断b的值为假,不满足条件,就终止for循环,执行循环体外语句。

    如例子for (n=1;n<=200;n++){......}:在程序中,for语句括号内的三个值分别为:n=1;n<=200;n++。位置a,n=1是给n赋初值,b是关系表达式,n小于等于200时,a、b、c都为真,则执行{}内的语句,进入下一循环;若n大于200时,b为假,则终止循环。

    for语句的特殊用法:

    (1)for判断语句内三个表达式为空。例 for(;;) printf (""null"");在()内只有两个分号,无表达式。表示无限循环。这种无限循环适用于菜单选择程序制作中。(2)没有{……}的for语句,例:for(; str==''; str++);这种()内的语句只是一个分号,这个for循环是指针str所指流中的前导空格删除。例:for (t=1;t;)此例在程序中起延长时间作用。

    通过以上for循环的例子可以看出,不同的for应用对应的是不同的结果。这就需要根据不同的要求来详细的设计。

    2、while循环

    while语句格式为: while(表达式) 语句;/*循环体*/。这里的表达式是循环语句功能能否继续进行下去的条件,而语句是循环体。只要表达式为真,则执行/*循环体*/内语句。否则终止循环,执行循环体外语句。该循环语句语法流程如下所示:While(v!=0) { temp=u%v;/*循环体内语*/ u=v; /*循环体内语句*/ v=temp; /*循环体内语句*/ } printf(""最大公约数是:%dn"",u);}执行结果,屏幕显示:输入非负的整数: 150和35,结果: 最大公约数是:5。程序中,while循环体内有三条语句,应用大括号括起来,表示一个语句块。当表达式v!=0为真实存在时,程序重复执行循环语句内的三条语句,直到v!=0为不为真实时,终止循环,执行printf语句,在屏幕上显示最大公约数。

    3、do while循环

    do while语句模式为: do 语句;/*循环体*/ While(a); 程序进入循环后,先执行/*循环体*/内语句,然后判断a的真假,若为真则进行下一次循环,否则为假则停止重复。该重复语句的特点是,表达式为非真时也执行一次循环语句。do while语句语法流程如下所示:do while循环是在之后,在程序尾部进行测试所以循环体至少要执行一次。利用do while循环的特点,可写出菜单程序。

    总结以上三种循环形式,for语句的应用功能相对较强,它也是被应用最多的循环语句。如该语句小括号内的表达式,可任意变动,可以省略,也可以增加。再例如,在小括号内的分号间增加几个表达式,如for(m=0,h=1;n<100;n++),或for (h=0,j-50;h<=j;h++,j--)等等。可以将循环体的一些语句放在表达式3的位置,中间用逗号分隔。如:for (i=1,j=strlen (me); i ) 三种循环语句,均可嵌套使用,也就是在一个循环内又包含另一个循环结构。也可互相嵌套使用,可有多曾嵌套结构。

    三、 结束语

    C语言是现在社会上比较流行的、很有广泛用途的计算机高级语言。它不但适合作为系统描述性语言,还可用来编写系统软件,也可用来编写应用软件。

    C语言的循环模式虽然比较简单,好理解,但是要想充分的利用好,还需要对其加入了解和使用,好的计算机软件的编写不单单是靠循环就能够做出来的,还要充分考虑其使用性,灵活性。

    参考文献:

    [1] 郑启华. PASCAL程序设计[M].清华大学出版社,1999

    [2] 张志民.计算机应用基础[M].高等教育出版社,2008

    [3] 谭浩强.C程序设计[M].清华大学出版社,2000

    [4] 屈长青、文海英.循环语句教学中的几个问题.零陵师范高等专科学院学报 [J].1999(56)

    [5] 李林霞.用循环语句编程三步曲[J].甘薯教育学院学报,2001(46)

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  • 循环神经网络 RNN 是一种很重要的网络结构模型,通过每个时刻利用当前的输入以及之前的输出,在同一个单元产生当前时刻的输出,从而可以用来处理具有一定时序的问题,比如语音信号处理,机器翻译,股票走势等等。...

    LSTM和GRU的基本结构

    循环神经网络 RNN 是一种很重要的网络结构模型,通过每个时刻利用当前的输入以及之前的输出,在同一个单元产生当前时刻的输出,从而可以用来处理具有一定时序的问题,比如语音信号处理,机器翻译,股票走势等等。RNN的基本单元如下:

    这里写图片描述

    左边表示RNN的R,即循环调用自身,而右边是RNN的展开形式,unrolled form,可以看成一个复制了很多个同样copy的链状结构的时序网络模型。常见的结构有LSTM及其变种,以及GRU结构。

    LSTM基本结构与思想

    这里写图片描述

    LSTM模型是用来解决simple RNN对于长时期依赖问题(Long Term Dependency),即通过之前提到的但是时间上较为久远的内容进行后续的推理和判断。LSTM的基本思路是引入了门控装置,来处理记忆单元的记忆/遗忘输入程度输出程度的问题。通过一定的学习,可以学到何时对各个门开启到何种程度,因为门控也是由有一定可以学习的参数的神经网络来实现的,这样就可以让机器知道何时应该记住某个信息,而何时应该抛弃某个信息。

    标准的RNN结构如图:

    这里写图片描述

    也就是将上一个时刻的输出加上本时刻的输入,过一个activation,比如tanh,就成了下一个时刻的输出。这是最简单也最好理解的RNN结构,而LSTM是改进版的RNN,由于它的三个门(gate),结构就稍稍复杂了一些:

    这里写图片描述

    对照上面那个机器猫的图,可以看出,LSTM的流程是这样的:首先,每一个时刻都有一个输出cell state,输出就是上面的h,state就是C,那么,对于下一个时刻,把上一个时刻的输出连带着这一个时刻的输入作为整体,当做cell的输入,同时也是控制三个门的输入。首先,先要经过一个遗忘门,forget gate,注意到,sigma表示sigmoid函数,0到1之间,如果遗忘门的输出结果接近0,表示尽量忘掉上一个时刻的输出,而接近1表示进行记忆;然后,上一个状态残存的部分(Ct-1和ft的乘积)继续向前,它要加上这个状态的输入的信息,那么又遇到了输入门,input gate,这个门表征通过多少量的输入,经过输入门处理后的输入信号(在进入输入门之前要对输入做tanh运算,把值域压缩到[-1,1]范围内)和前面的上一个state的残余加起来,就是这个时刻的细胞状态。

    这样,细胞状态,就是state完成了从t-1到t时刻的更新,那么输出和状态C有何关系呢?这就是最后一个门,输出门的功能,输出门和tanh后的cell state相乘,结果就是t时刻的输出。

    总结上面的步骤,即可写出LSTM的公式:

    这里写图片描述
    这里写图片描述

    LSTM的结构还有另外一种示意图,不过可能较难理解,当上面的内容清晰了以后,可以参考:

    这里写图片描述

    还有几种LSTM的变体:Peephole LSTM,在三个门控的输入中除了h(t-1)和x(t)以外,还加上了C(t-1)。另一种将ft和it,也就是forget gate的结果和input gate的结果couple起来,从而让input gate = 1 - forget gate。

    GRU基本结构与思想

    这里写图片描述

    GRU的结构如上图所示,虽然有时候GRU被视为LSTM的一个variation,不过两者差别还是比较大的,所以单独讨论。

    GRU不像LSTM的三门控,它虽然也有门,但是只有两个,分别叫做重置门(reset gate),和更新门(update gate)。重置门顾名思义,控制着是否重置,也就是说多大程度上擦除以前的状态state;更新门则表示,多大程度上要用candidate 来更新当前的hidden layer。下面是另一种示意图,以及它的公式:

    这里写图片描述

    从这个图的公式来看,r和z就是两个门,分别表示reset和update。(此图的公式和论文Learning Phrase Representations using RNN Encoder–Decoder for Statistical Machine Translation 中的公式略有出入,见下图,个人以为此图更好,因为逻辑上讲update越大应该更新的内容,也就是选择的candidate的内容越多)

    这里写图片描述

    GRU的基本原理是,首先,用x(t)和h(t-1)生成两个门,然后用reset门乘以上一时刻的状态,看看是否要reset或者reset多大程度,然后,和新输入的x拼接,过网络并用tanh激活,形成candidate的隐含变量\hat{h_t},然后,将上一时刻的h和candidate的h做一个线性组合,两者的权重和为1,candidate的权重就是update门的输出,表征更新强度多大。

    要注意的是,h只是一个变量,因此在每个时刻,包括最后的线性组合,h都是在用以前的自己和当前的备选答案更新自己。举例来说,这一个变量好比一杯酒,每次我们要把一部分酒倒出去,并把倒出去的酒和新加入的原料混合,然后在倒回来,这里的reset控制的就是要倒出去的,并且混合好之后再倒回来的酒的比例,而update控制的则是用多大的比例混合新原料和倒出来的之前调制好的酒。同理,也可以以此理解LSTM,LSTM的遗忘门功能上和reset相似,而输入门与update相似,不同之处在于LSTM还控制了当前状态的exposure,也就是输出门的功能,这是GRU所没有的。

    GRU参数少,好训练,结构相对简单一些。对于上图展示的GRU公式,如果reset = 1,update = 1,那么就变成了一个plain RNN。实际上,有测试表明,RNN各种变体之间性能上相差不大,基本相同。

    2018年02月25日22:50:07

    reference:http://colah.github.io/posts/2015-08-Understanding-LSTMs/

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  • 循环结构

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    2.循环意义 -循环意义是什么? -节省操作,减少代码冗余 3.循环的三要素 -计数器的创建 -执行条件(停止条件)的设定 -计算器的改变 4.循环语句 -配合指定的语句,这个语句,叫循环语句 -`while` ...

    1. 程序的三大结构

        - 顺序:代码自上而下,按顺序执行

        - 分支:根据指定的条件,选择不同的过程执行

        - 循环:重复

     

    2. 循环的意义

        - 循环的意义是什么?

            - 节省操作,减少代码冗余

     

    3. 循环的三要素

        - 计数器的创建

        - 执行条件(停止条件)的设定

        - 计算器的改变

     

    4. 循环语句

        - 配合指定的语句,这个语句,叫循环语句

        - `while`

            - 语法:

            ```js

            var i = 0;

            while( i<10 ){

                document.write("hello world<br>");

                i++;

            }

            ```

     

        - `do while`

            - 语法:

            ```js

            var i = 0;

            do{

                console.log(i);

                i++;

            }while(i < 10){

                console.log("循环结束了");

            }

            ```

     

        - while和do-while的区别

            - do-while语句比while语句多执行一次

     

        - `for`

            - 语法

                 ```js

                 for(var i=0;i<=10;i++){

                     console.log(i);

                  }

                 ```

              - 特点

                    - 三要素,更集中,无需考虑计数器改变的位置,而影响程序结果

                    - 顺序不能变(计数器的初始值; 条件; 计数器的改变)

              - 执行顺序

                      - 1:初始化计数器

                      - 2:条件,4:循环体,3:改变,2,4,3,.......

     

     

    5. 注意

        - 计数器的改变最好放在循环体的最后,除非特殊需要

        - 如非特殊需要,千万不能在循环中**额外**改变计数器

        - 循环,最好理解执行过程,不要硬记,因为还有循环的嵌套

     

     

    # 循环的嵌套

    - 双层循环

     

     

     

     

     

    循环中的控制关键字

    - break

        - 立即结束循环,后面的任何代码都不再执行

        - 虽然跟switch中的break长得一样,但是各有各的功能

     

    - continue

        - 跳过本次循环,继续下次循环的执行

     

    - 死循环

        - 无法通过自身控制结束的循环

        - 特点:消耗大量的内存,浪费资源,程序崩溃

        - 但是,可以利用死循环的思路,解决不知道循环次数的问题

            - 记得在合适的时候,通过**控制关键字**停止


     

    # 三、循环的嵌套

    - 循环套循环

     

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空空如也

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循环利用的重要意义