For 循環(huán)

for 循環(huán)是 Python 中用于遍歷序列（如列表、元組、字符串等）的迭代結(jié)構(gòu)。for 循環(huán)的本質(zhì)是按照序列中的元素順序執(zhí)行代碼塊，并在每次迭代中獲取序列的下一個元素。for 循環(huán)的語法結(jié)構(gòu)如下：

for variable in sequence:
    # 代碼塊

下面是一個使用 for 循環(huán)的簡單示例，以及相應(yīng)的代碼注釋：

# 創(chuàng)建一個數(shù)字列表
numbers = [1, 2, 3, 4, 5]

# 使用 for 循環(huán)遍歷列表中的每個元素
for num in numbers:
    # 在每次迭代中，將當(dāng)前元素乘以 2 并打印
    double_num = num * 2
    print(double_num)

# 輸出結(jié)果：
# 2
# 4
# 6
# 8
# 10

此外，你還可以使用 range() 函數(shù)與 for 循環(huán)配合使用，實現(xiàn)特定范圍內(nèi)的迭代。下面是一個例子：

# 使用 range() 函數(shù)生成一個包含 0 到 4（不包括 5）的整數(shù)序列
# 并使用 for 循環(huán)遍歷這個序列
for i in range(5):
    # 在每次迭代中，將當(dāng)前索引值乘以 3 并打印
    triple_i = i * 3
    print(triple_i)

# 輸出結(jié)果：
# 0
# 3
# 6
# 9
# 12

通過這些示例，你可以看到 for 循環(huán)如何在 Python 代碼中實現(xiàn)對序列的遍歷，以及如何利用循環(huán)執(zhí)行特定任務(wù)。

當(dāng)然Python 中的 for 循環(huán)還可以與其他高級功能結(jié)合使用，實現(xiàn)更強(qiáng)大的功能。以下是一些高級用法的示例：

列表推導(dǎo)式（List Comprehensions）

列表推導(dǎo)式是一種簡潔的創(chuàng)建列表的方法，它使用 for 循環(huán)實現(xiàn)。例如，我們可以使用列表推導(dǎo)式創(chuàng)建一個包含平方數(shù)的列表：

# 使用列表推導(dǎo)式創(chuàng)建一個包含 1 到 10 的平方數(shù)的列表
squares = [x**2 for x in range(1, 11)]
print(squares)
# 輸出結(jié)果：[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]

帶有條件的列表推導(dǎo)式

列表推導(dǎo)式可以與條件語句結(jié)合，根據(jù)特定條件過濾或更改結(jié)果。例如，我們可以創(chuàng)建一個僅包含偶數(shù)平方數(shù)的列表：

# 使用帶有條件的列表推導(dǎo)式創(chuàng)建一個僅包含 1 到 10 的偶數(shù)平方數(shù)的列表
even_squares = [x**2 for x in range(1, 11) if x % 2 == 0]
print(even_squares)
# 輸出結(jié)果：[4, 16, 36, 64, 100]

使用 enumerate() 函數(shù)

enumerate() 函數(shù)允許你在 for 循環(huán)中同時獲取元素及其索引。例如：

# 創(chuàng)建一個字符串列表
fruits = ["apple", "banana", "cherry"]

# 使用 enumerate() 函數(shù)遍歷列表，并同時獲取元素及其索引
for index, fruit in enumerate(fruits):
    print(f"{index}: {fruit}")

# 輸出結(jié)果：
# 0: apple
# 1: banana
# 2: cherry

使用 zip() 函數(shù)

zip() 函數(shù)允許你在 for 循環(huán)中同時遍歷多個序列。例如：

# 創(chuàng)建兩個數(shù)字列表
list1 = [1, 2, 3]
list2 = [4, 5, 6]

# 使用 zip() 函數(shù)同時遍歷兩個列表，并將對應(yīng)的元素相加
for a, b in zip(list1, list2):
    print(a + b)

# 輸出結(jié)果：
# 5
# 7
# 9

這些高級用法展示了 for 循環(huán)在 Python 中的靈活性和實用性。你可以將這些技巧應(yīng)用到更復(fù)雜的問題中，實現(xiàn)高效且簡潔的代碼。

舉例說明

如今許多純電車型都已經(jīng)配備了DMS或者OMS視覺識別系統(tǒng)，那么就可以考慮將家庭用車成員人臉及身份信息錄入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫（字典），并通過大屏進(jìn)行不同環(huán)境條件下需求的熱舒適系統(tǒng)組合設(shè)置，與對應(yīng)的身份信息形成關(guān)聯(lián)，這樣，當(dāng)家庭成員上車后，即可通過視覺識別系統(tǒng)自動識別人員身份，在數(shù)據(jù)庫中已存儲的多個信息中進(jìn)行查詢，當(dāng)識別的人臉信息與某個已存儲信息一致時，則進(jìn)入該存儲信息下的熱舒適模式庫（字典），通過環(huán)境信息傳感器采集的環(huán)境條件，調(diào)取熱舒適模式庫中與之對應(yīng)的唯一匹配的熱舒適模式，更近一步的話，可以加入自主學(xué)習(xí)功能，學(xué)習(xí)用戶習(xí)慣，修改對應(yīng)推送權(quán)重，不斷的優(yōu)化熱舒適模式庫中的定義信息。

接下來，我們會用到編程語言中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu): 字典 ,一種采用鍵值對的結(jié)構(gòu)類型，形如：{key1:value1,key2:value2,…}

在編程中，字典是一種非常有用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它可以存儲鍵值對，并且支持快速查找和修改。在Python中，我們可以使用大括號{}來創(chuàng)建一個字典對象。

以下是一些常見的字典操作：

創(chuàng)建字典

# 創(chuàng)建空字典
my_dict = {}

# 創(chuàng)建帶有初始鍵值對的字典
my_dict = {'apple': 2, 'banana': 3, 'orange': 4}

訪問字典元素

# 使用鍵訪問值
print(my_dict['apple']) # 輸出 2

# 使用get()方法訪問值（如果鍵不存在，則返回None或指定的默認(rèn)值）
print(my_dict.get('pear')) # 輸出 None
print(my_dict.get('pear', 0)) # 輸出 0

修改字典元素

# 直接賦值修改值
my_dict['apple'] = 5

# 使用update()方法批量修改值
my_dict.update({'banana': 6, 'pear': 7})

遍歷字典

# 遍歷所有鍵
for key in my_dict:
    print(key)

# 遍歷所有值
for value in my_dict.values():
    print(value)

# 遍歷所有鍵值對
for key, value in my_dict.items():
    print(key, value)

刪除字典元素

# 根據(jù)鍵刪除鍵值對
del my_dict['apple']

# 清空字典
my_dict.clear()

需要注意的是，字典中的鍵必須是不可變類型（如字符串、數(shù)字或元組），而值可以是任意類型。此外，字典是無序的，即它們的元素沒有固定的順序。

在Python中，我們可以使用字典來嵌套其他的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，包括另一個字典。這種方式通常被稱為“字典嵌套”。

以下是一個示例代碼，展示了如何在字典中嵌套另一個字典：

# 定義一個嵌套字典
my_dict = {
    'apple': {'price': 2, 'color': 'red'},
    'banana': {'price': 3, 'color': 'yellow'},
    'orange': {'price': 4, 'color': 'orange'}
}

# 訪問嵌套字典中的元素
print(my_dict['apple']['price']) # 輸出 2
print(my_dict['banana']['color']) # 輸出 yellow

# 修改嵌套字典中的元素
my_dict['orange']['price'] = 5
print(my_dict['orange']['price']) # 輸出 5

需要注意的是，在訪問或修改嵌套字典中的元素時，我們需要使用多個鍵來指定路徑。例如，my_dict['apple']['price']表示訪問'apple'鍵對應(yīng)的值（即另一個字典），然后再訪問該字典中'price'鍵對應(yīng)的值。

此外，我們還可以通過循環(huán)遍歷嵌套字典中的所有元素，例如：

for key1 in my_dict:
    for key2 in my_dict[key1]:
        print(key1, key2, my_dict[key1][key2])

這段代碼會依次輸出每個鍵值對的鍵和值，其中key1表示外層字典中的鍵，key2表示內(nèi)層字典中的鍵。

中間穿插了這么多的關(guān)于字典數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的信息，主要還是因為上面的舉例說明用python實現(xiàn)需要用到這方面的知識，閑話休提，我們再次回到正題

我們通過嵌套字典的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲身份ID(key1)：Identity_ID、環(huán)境條件(key2)：Environmental_conditions、熱舒適模式(value)：Comfort_mode

即Intelligent_Comfort_Mode={key1:{key2:value}}={Identity_ID:{Environmental_conditions:Comfort_mode}}

假設(shè)家庭成員有l(wèi)in_baba、lin_meimei、wang_mama，其中l(wèi)in_baba自定義了四個依據(jù)環(huán)境條件自動推送的熱舒適模式

那么最終的Intelligent_Comfort_Mode={lin_baba:{Environmental_conditions1:Comfort_mode1,Environmental_conditions2:Comfort_mode2,Environmental_conditions3:Comfort_mode3,Environmental_conditions4:Comfort_mode4},wang_mama:{…},lin_meimei:{…}}

Intelligent_Comfort_Mode數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)建立好以后，就可以通過人臉圖像掃描信息、環(huán)境條件采集信息遍歷字典查詢與之對應(yīng)的熱舒適模式Comfort_mode了

Python代碼實現(xiàn)

def add_member(family_members, identity_id):
    # 如果家庭成員字典中不存在該成員，就添加一個新的成員，并初始化其環(huán)境條件字典
    if identity_id not in family_members:
        family_members[identity_id] = {}

def add_environment_condition(family_members, identity_id, environmental_condition, comfort_mode):
    # 如果家庭成員存在，向該成員的環(huán)境條件字典中添加一條新的環(huán)境條件和對應(yīng)的熱舒適模式
    if identity_id in family_members:
        family_members[identity_id][environmental_condition] = comfort_mode

def update_comfort_mode(family_members, identity_id, environmental_condition, new_comfort_mode):
    # 如果家庭成員和對應(yīng)的環(huán)境條件存在，更新該環(huán)境條件的熱舒適模式
    if identity_id in family_members:
        if environmental_condition in family_members[identity_id]:
            family_members[identity_id][environmental_condition] = new_comfort_mode

def get_comfort_mode(family_members, identity_id, environmental_condition):
    # 如果家庭成員和對應(yīng)的環(huán)境條件存在，返回該環(huán)境條件的熱舒適模式
    if identity_id in family_members:
        if environmental_condition in family_members[identity_id]:
            return family_members[identity_id][environmental_condition]
    return None

def learn_from_user_behavior(family_members, identity_id, environmental_condition, comfort_mode):
    # 根據(jù)用戶行為、時間等權(quán)重以自定義方式更新熱舒適模式信息
    pass

# 初始化家庭成員字典
family_members = {}

# 添加家庭成員
add_member(family_members, "lin_baba")
add_member(family_members, "lin_meimei")
add_member(family_members, "wang_mama")

# 添加環(huán)境條件和對應(yīng)的熱舒適模式
add_environment_condition(family_members, "lin_baba", "Environmental_conditions1", "Comfort_mode1")
add_environment_condition(family_members, "lin_baba", "Environmental_conditions2", "Comfort_mode2")
add_environment_condition(family_members, "lin_baba", "Environmental_conditions3", "Comfort_mode3")
add_environment_condition(family_members, "lin_baba", "Environmental_conditions4", "Comfort_mode4")

# 根據(jù)人臉識別結(jié)果和環(huán)境條件獲取對應(yīng)的熱舒適模式
identity_id = "lin_baba"
environmental_condition = "Environmental_conditions1"
comfort_mode = get_comfort_mode(family_members, identity_id, environmental_condition)
print(f"{identity_id} in {environmental_condition}: {comfort_mode}")

# 更新熱舒適模式
new_comfort_mode = "New_Comfort_mode1"
update_comfort_mode(family_members, identity_id, environmental_condition, new_comfort_mode)
comfort_mode = get_comfort_mode(family_members, identity_id, environmental_condition)
print(f"{identity_id} in {environmental_condition}: {comfort_mode}")

# 學(xué)習(xí)用戶行為
learn_from_user_behavior(family_members, identity_id, environmental_condition, comfort_mode)

# 打印家庭成員的所有環(huán)境條件和熱舒適模式
def print_family_members_info(family_members):
    for identity_id, environmental_conditions in family_members.items():
        print(f"{identity_id}:")
        for condition, comfort_mode in environmental_conditions.items():
            print(f"  {condition}: {comfort_mode}")
        print()

matlab function代碼實現(xiàn)

% 添加家庭成員
function family_members = add_member(family_members, identity_id)
    if isKey(family_members, identity_id)
        family_members(identity_id) = containers.Map();
    end
end

% 添加環(huán)境條件和對應(yīng)的熱舒適模式
function family_members = add_environment_condition(family_members, identity_id, environmental_condition, comfort_mode)
    if isKey(family_members, identity_id)
        family_members(identity_id)(environmental_condition) = comfort_mode;
    end
end

% 更新熱舒適模式
function family_members = update_comfort_mode(family_members, identity_id, environmental_condition, new_comfort_mode)
    if isKey(family_members, identity_id) && isKey(family_members(identity_id), environmental_condition)
        family_members(identity_id)(environmental_condition) = new_comfort_mode;
    end
end

% 獲取熱舒適模式
function comfort_mode = get_comfort_mode(family_members, identity_id, environmental_condition)
    comfort_mode = [];
    if isKey(family_members, identity_id) && isKey(family_members(identity_id), environmental_condition)
        comfort_mode = family_members(identity_id)(environmental_condition);
    end
end

% 學(xué)習(xí)用戶行為
function family_members = learn_from_user_behavior(family_members, identity_id, environmental_condition, comfort_mode)
    % 根據(jù)用戶行為、時間等權(quán)重以自定義方式更新熱舒適模式信息
end

% 初始化家庭成員字典
family_members = containers.Map();

% 添加家庭成員
family_members = add_member(family_members, 'lin_baba');
family_members = add_member(family_members, 'lin_meimei');
family_members = add_member(family_members, 'wang_mama');

% 添加環(huán)境條件和對應(yīng)的熱舒適模式
family_members = add_environment_condition(family_members, 'lin_baba', 'Environmental_conditions1', 'Comfort_mode1');
family_members = add_environment_condition(family_members, 'lin_baba', 'Environmental_conditions2', 'Comfort_mode2');
family_members = add_environment_condition(family_members, 'lin_baba', 'Environmental_conditions3', 'Comfort_mode3');
family_members = add_environment_condition(family_members, 'lin_baba', 'Environmental_conditions4', 'Comfort_mode4');

% 根據(jù)人臉識別結(jié)果和環(huán)境條件獲取對應(yīng)的熱舒適模式
identity_id = 'lin_baba';
environmental_condition = 'Environmental_conditions1';
comfort_mode = get_comfort_mode(family_members, identity_id, environmental_condition);
fprintf('%s in %s: %sn', identity_id, environmental_condition, comfort_mode);

% 更新熱舒適模式
new_comfort_mode = 'New_Comfort_mode1';
family_members = update_comfort_mode(family_members, identity_id, environmental_condition, new_comfort_mode);
comfort_mode = get_comfort_mode(family_members, identity_id, environmental_condition);
fprintf('%s in %s: %sn', identity_id, environmental_condition, comfort_mode);

% 學(xué)習(xí)用戶行為
family_members = learn_from_user_behavior(family_members, identity_id, environmental_condition, comfort_mode)

由于上面舉例實現(xiàn)起來有點復(fù)雜，不利于理解，我們簡化以下控制需求，只保留一層字典{key,value}={identity_id,comfort_mode}

重新生成matlab function代碼

function y = get_comfort_mode(identity_id, comfort_mode)
% identity_id: 人員信息
% comfort_mode: 舒適模式

% 初始化輸出值為NaN
y = NaN;

% 遍歷字典中的所有鍵值對
keys = fieldnames(comfort_mode);
for i = 1:length(keys)
    key = keys{i};
    if strcmp(key, identity_id) % 如果找到了指定的人員
        y = comfort_mode.(key); % 輸出該人員對應(yīng)的舒適模式
        break;
    end
end

在上述代碼中，identity_id表示人員信息，comfort_mode表示舒適模式。首先，我們將輸出值初始化為NaN，以便在未找到指定鍵時返回一個無效值。然后，我們使用fieldnames()函數(shù)獲取字典中的所有鍵，并通過循環(huán)逐個檢查每個鍵是否與指定鍵匹配。如果找到了指定鍵，則將輸出值設(shè)置為該鍵對應(yīng)的值，并跳出循環(huán)。

考慮到本塊目的是在simulink中實現(xiàn)For循環(huán)，我們選用一個最簡單的例子，x遍歷(1:10),y1=power(x, 2)+y1

matlab function代碼實現(xiàn)

function y1=fac()
y1=0;

for x=1:10
    y1=power(x, 2)+y1;
end

simulink實現(xiàn)

For Iterator 模塊就充當(dāng)了 for(i = 0,i<10,i++)的角色，并把i 輸出出來。

在很多帶索引的模塊里，都會有索引模式的選項，模型里的索引語法是從0開始還是從1開始。從建模規(guī)范上來說，不管Zero-based 還是 One-based，全篇統(tǒng)一就行，防止出錯。但是在 MATLAB Function 里，似乎是只能從1開始的。

While循環(huán)

While循環(huán)是一種常見的程序控制結(jié)構(gòu)，它可以在滿足特定條件時重復(fù)執(zhí)行一段代碼塊。其本質(zhì)是一個條件語句，只有當(dāng)指定的條件為真時才會執(zhí)行循環(huán)體中的代碼。

While循環(huán)通常用于需要反復(fù)執(zhí)行某個操作直到達(dá)成特定條件的情況下。例如，在計算機(jī)編程中，我們可能需要對一組數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，直到所有數(shù)據(jù)都被處理完畢為止。這時候就可以使用While循環(huán)來實現(xiàn)。

While循環(huán)的基本語法如下：

while (condition)
{
    // 循環(huán)體
}

其中，condition是一個布爾表達(dá)式，如果該表達(dá)式的值為true，則繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)體中的代碼；否則跳出循環(huán)。

在每次迭代中，程序首先檢查condition是否為true。如果是，則執(zhí)行循環(huán)體中的代碼，并再次檢查condition的值。如果仍然為true，則繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)體中的代碼，以此類推。如果condition的值變?yōu)閒alse，則跳出循環(huán)，繼續(xù)執(zhí)行后面的代碼。

我們接著用上面的例子：x遍歷(1:10),y1=power(x, 2)+y1

Python代碼實現(xiàn)

# 計算1到10之間所有整數(shù)平方和
y1 = 0
x = 1

while x <= 10:
    y1 += power(x,2)
    x += 1

print("1到10之間所有整數(shù)平方和為：", y1)

matlab function實現(xiàn)

function y1 = fcn(x)
%#codegen

y1 = 0;
x = 1;

while i <= 10
    y1 = power(x,2)+y1;
    x = x + 1;
end

simulink實現(xiàn)

• Maximum number of iterations是指最大迭代次數(shù)，這里設(shè)為-1表示沒有最大迭代次數(shù)，while循環(huán)的中止條件由外部決定而不由迭代次數(shù)決定
• While loop type是指循環(huán)類型，這里選擇while循環(huán)。其他情況下也可以選擇
• do-while States when starting選為reset，表示每一個時間步都會重置
• Show iteration number port表示迭代次數(shù)，勾選上，后面建模會用到這個迭代次數(shù)

stateflow同F(xiàn)or循環(huán)一致，不再贅述

Do-while循環(huán)

while循環(huán)和do-while循環(huán)是兩種常見的循環(huán)結(jié)構(gòu)，它們的主要區(qū)別在于循環(huán)條件的判斷時機(jī)不同。

while循環(huán)先判斷循環(huán)條件是否滿足，如果滿足則執(zhí)行循環(huán)體中的語句，然后再次判斷循環(huán)條件是否滿足。如果循環(huán)條件仍然滿足，則繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)體中的語句，直到循環(huán)條件不滿足為止。因此，在使用while循環(huán)時，如果循環(huán)條件一開始就不滿足，那么循環(huán)體中的語句將不會被執(zhí)行。

例如，下面的代碼演示了一個簡單的while循環(huán)：

i = 0

while i < 5:
    print(i)
    i += 1

這個循環(huán)將打印出從0到4的整數(shù)，因為當(dāng)i=5時，循環(huán)條件i<5不再滿足，循環(huán)結(jié)束。

而do-while循環(huán)則先執(zhí)行一次循環(huán)體中的語句，然后再判斷循環(huán)條件是否滿足。如果循環(huán)條件滿足，則繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)體中的語句，否則跳出循環(huán)。因此，在使用do-while循環(huán)時，無論循環(huán)條件是否滿足，循環(huán)體中的語句至少會被執(zhí)行一次。

例如，下面的代碼演示了一個簡單的do-while循環(huán)：

i = 0

do:
    print(i)
    i += 1
while i < 5

這個循環(huán)將打印出從0到4的整數(shù)，因為在第一次執(zhí)行循環(huán)體時，i=0，循環(huán)條件i<5滿足，所以循環(huán)體中的語句被執(zhí)行。然后，在接下來的四次循環(huán)中，循環(huán)條件仍然滿足，因此循環(huán)體中的語句繼續(xù)被執(zhí)行，直到i=5時，循環(huán)條件不再滿足，循環(huán)結(jié)束。

總之，while循環(huán)和do-while循環(huán)都是常見的循環(huán)結(jié)構(gòu)，它們的區(qū)別在于循環(huán)條件的判斷時機(jī)不同。在使用時需要根據(jù)具體情況選擇合適的循環(huán)結(jié)構(gòu)。

我們接著用上面的例子：x遍歷(1:10),y1=power(x, 2)+y1

Python代碼實現(xiàn)

# 計算1到10之間所有整數(shù)平方和
y1 = 0
x = 1

do:
    y1 += power(x,2)
    x += 1
while x <= 10:

print("1到10之間所有整數(shù)平方和為：", y1)

simulink實現(xiàn)

與while循環(huán)差別很小，一是將while interator模塊參數(shù)中的循環(huán)類型設(shè)置為do-while，二是取消了初始IC端口外部饋入信號

stateflow實現(xiàn)

通過改變流程圖的方向，實現(xiàn)先執(zhí)行，后判斷。注意****紅圈的優(yōu)先級一定是1