PulP线性优化（三）python编码

本文根据PuLP文档翻译而来，原文请参考
https://pythonhosted.org/PuLP/main/basic_python_coding.html

基本的Python编码

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在本课程中，您将学习Python中的基本编程，但也可以在Internet上免费获得优秀的Python语言参考资料。您可以下载Dive Into Python这本书， 或者 在Python网站上有许多Python 初学者指南。点击以下链接：

• BeginnersGuide /非程序员
• BeginnersGuide /程序员

取决于您当前的编程知识水平。下面的代码部分假定了基本编程原理的知识，并主要关注特定于Python编程的语法。

注意：>>>表示Python命令行提示符。

Python中的循环

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for循环

一般格式是：

为 变量 在 序列：
    #some命令
#other for循环之后的命令

请注意，格式（缩进和新行）控制for循环的结束，而循环的开头是冒号：。

观察下面的循环，这类似于您将在课程中使用的循环。变量i通过字符串列表依次变为每个字符串。顶部是.py文件中的代码，底部显示输出

＃以下代码演示了一个列表，其中包含字符串
ingredientslist  =  [ “Rice” ，“Water” ，“Jelly” ] 
for  i  in  ingredientslist ：
    print  i 
print  “不再在循环中”

输出

Rice
Water
Jelly
No longer in the loop

while循环

这些类似于for循环，除了它们继续循环，直到指定的条件不再为真。没有告诉while循环通过任何特定的序列。

i = 3
while i <= 15:
    # some commands
    i = i + 1 # a command that will eventually end the loop is naturally
    required
# other commands after while loop

对于这个特定的简单while循环，最好做一个for循环，但它演示了语法。如果循环之前的迭代次数需要结束，while循环是有用的，是未知的。

if语句

这与上面的循环非常相似。键标识符是冒号：启动语句和缩进结束以结束它。

if j in testlist:
    # some commands
elif j == 5:
    # some commands
else:
    # some commands

这里显示“elif”（else if）和“else”也可以在if语句之后使用。事实上，“else”可以在两个循环之后以相同的方式使用。

python中的数组类型

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列表

列表只是一组变量组合在一起。范围函数通常用于创建整数列表，具有范围的一般格式（开始，停止，步骤）。start的默认值为0，步骤的默认值为1。

>>> range(3,8)
[3,4,5,6,7]

这是一个列表/序列。除了整数之外，列表中还可以包含字符串或整数，浮点数和字符串。它们可以通过循环（如下一节所示）或通过显式创建（如下所示）创建。请注意，print语句将向用户显示字符串/变量/ list / ….

>>> a = [5,8,"pt"]
>>> print a
[5,8,'pt']
>>> print a[0]
5

元组

元组与列表基本相同，但重要的区别在于它们一旦创建就无法修改。它们由以下人员分配：

>>> X  =  （4 ，1 ，8 ，“字符串” ，[ 1 ，0 ]，（“J” ，4 ，“○” ），14 ）

元组可以在其中包含任何类型的数字，字符串，列表，其他元组，函数和对象。另请注意，元组中的第一个元素编号为元素“零”。访问此数据的方法是：

>>> x[0] 
4 
>>> x[3] 
“string”

字典

字典是每个具有关联数据的引用键列表，其中该顺序根本不影响字典的操作。对于字典，键不是连续的整数（与列表不同），而是可以是整数，浮点数或字符串。这将变得清晰：

>>> x  =  {}  ＃创建一个新的空字典 - 注意花括号表示创建字典
>>> x [4]  =  "programming"  ＃字符串“programming”被添加到字典x中，"4"作为key
>>> x["games"] =  12 
>>> print x["games"] 
12

在字典中，引用键和存储的值可以是任何类型的输入。新词典元素在创建时添加（使用列表，您无法访问或写入列表中超出最初定义的列表维度的位置）。

costs = {"CHICKEN": 1.3, "BEEF": 0.8, "MUTTON": 12}
print "Cost of Meats"
for i in costs:
    print i
    print costs[i]
costs["LAMB"] = 5
print "Updated Costs of Meats"
for i in costs:
    print i
    print costs[i]

输出

Cost of Meats
CHICKEN
1.3
MUTTON
12
BEEF
0.8
Updated Costs of Meats
LAMB
5
CHICKEN
1.3
MUTTON
12
BEEF
0.8

在上面的示例中，使用大括号和冒号创建字典以表示将数据分配给字典键。变量i依次分配给每个键（与列表中的变量相同）

>>> for i in range(1,10)

然后使用此键调用字典，并返回存储在该键名下的数据。使用词典的这些类型的for循环与使用PuLP在本课程中对LP进行建模高度相关。

List / Tuple / Dictionary语法

创建方法：

• 列表用方括号[];
• 元组用圆括号和逗号（，）完成;
• 字典是用括号{}完成的。

但是，在创建之后，当访问list / tuple / dictionary中的元素时，操作总是用方括号执行（即a [3]？）。如果a是列表或元组，则返回第四个元素。如果a是字典，它将返回使用引用键3存储的数据。

列表生成式

Python支持List Comprehensions，这是一种快速而简洁的方法，可以在不使用多行的情况下创建列表。在简单的情况下，它们很容易理解，并且您将在本课程的代码中使用它们。

>>> a = [i for i in range(5)]
>>> a
[0, 1, 2, 3, 4]

上面的语句将创建列表[0,1,2,3,4]并将其分配给变量“a”。

>>> odds = [i for i in range(25) if i%2==1]
>>> odds
[1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21, 23]

上面的语句使用if语句和模数运算符（％），因此列表中只包含奇数：[1,3,5，…，19,21,23]。（注意：模数运算符从整数除法计算余数。）

>>> fifths = [i for i in range(25) if i%5==0]
>>> fifths
[0, 5, 10, 15, 20]

这将创建一个列表，其中包含每个第五个值[0,5,10,15,20]。现有列表也可用于创建以下新列表：

>>> a = [i for i in range(25) if (i in odds and i not in fifths)]

请注意，这也可以从头开始一步完成：

>>> a = [i for i in range(25) if (i%2==1 and i%5==0)]

对于挑战，您可以尝试创建

1. 一个素数列表，最多100个，和
2. 所有“完美”数字的列表。

更多列表理解示例
维基百科：完美数字。

其他重要的语言特性

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Python的注释

使用”” “开始并结束评论部分，在文件顶部进行评论。整个代码中的注释是使用行开头的hash＃符号完成的。

导入语句

在您打算使用PuLP进行建模的所有Python编码的顶部，您将需要import语句。此语句使您当前正在编写的模块中的另一个模块（程序代码文件）的内容可用，即您将需要调用的pulp.py中定义的函数和值可用。在本课程中，您将使用：

>>> from pulp import *

星号表示您正在从纸浆模块中导入所有名称。现在可以调用在pulp.py中定义的函数，就好像它们是在您自己的模块中定义的那样。

函数

Python中的函数定义如下：（def是define的缩写）

def name(inputparameter1, inputparameter2, . . .):
    #function body

对于一个真实的例子，请注意，如果在函数定义中为输入分配了一个值，这是默认值，并且仅在没有传入其他值时才使用。输入参数的顺序（在定义中）不无论如何，只要调用该函数，就会以相应的顺序输入位置参数。如果使用关键字，参数的顺序根本不重要：

def string_appender(head='begin', tail='end', end_message='EOL'):
    result = head + tail + end_message
    return result

>>> string_appender('newbegin', end_message = 'StringOver')
newbeginendStringOver

在上面的示例中，将打印函数调用的输出。head的默认值是’begin’，但是使用了’newbegin’的输入。使用了’end’尾部的默认值。并使用endmessage的输入值。请注意，必须将end_message指定为关键字参数，因为没有给出tail的值

类

要演示类在Python中的工作方式，请查看以下类结构。

类名是Pattern，它包含几个与Pattern类的任何实例（即Pattern）相关的类变量。功能是

init
函数，它创建Pattern类的实例，并使用self分配name和lengthsdict的属性。
str
函数定义了打印类实例时要返回的内容。
trim
函数就像任何普通函数一样，除了所有类函数之外，self必须在输入括号中。

class Pattern:
    """
    Information on a specific pattern in the SpongeRoll Problem
    """
    cost = 1
    trimValue = 0.04
    totalRollLength = 20
    lenOpts = [5, 7, 9]

def __init__(self,name,lengths = None):
    self.name = name
    self.lengthsdict = dict(zip(self.lenOpts,lengths))

def __str__(self):
    return self.name

def trim(self):
return Pattern.totalRollLength - sum([int(i)*self.lengthsdict[i] for i in self.lengthsdict])

这个类可以这样使用：

>>> Pattern.cost # The class attributes can be accessed without making an instance of the class
1
>>> a = Pattern("PatternA",[1,0,1])
>>> a.cost # a is now an instance of the Pattern class and is associated with Pattern class variables
1
>>> print a # This calls the Pattern.__str__() function
"PatternA"
>>> a.trim() # This calls the Pattern.trim() function. Note that no input is required.

函数定义中的self是隐式的输入