Python while 循环永远不会停止，即使它应该答案

【问题标题】：Python while loop never stops even though it shouldPython while 循环永远不会停止，即使它应该
【发布时间】：2015-08-07 22:52:29
【问题描述】：

我一直在完成一本关于算法的书（重点是 Python）中的一些练习，当我尝试解决某个问题时，我会出现奇怪的行为。这个练习相当简单，目标是从range(n) 生成一个随机整数k，然后通过一系列“是/否”问题来定位这个数字。只要n 不太大，以下代码就可以工作，但是当它是我得到一个无限循环时。但这不应该发生，因为在最坏的情况下，step_size 最终将等于 1，而position 将爬向k 的值直到position == k。

当我同时打印step_size 和position 时，似乎position 在它变得太大时并没有更新，所以我猜它与被近似和截断的值有关（这是为什么我试图明确地将它转换为 long，这实际上可能没有做任何事情）。代码的某些小部分是不必要的，但我想让它适用于一般n。关于发生了什么的任何想法（您可能必须增加 n 才能获得我所说的行为）？

from random import randrange
from math import ceil

n = 10**15
k = randrange(n)

success = False
step_size = ceil(n / 2.0)
position = long(ceil(n / 2.0))

print(k)

while success == False:
    if position == k:
        success = True
        print(str(int(position)) + ' is the value of k.')
    elif k < position:
        step_size = ceil(step_size / 2.0)
        position -= step_size
        print(step_size, position)
    else:
        step_size = ceil(step_size / 2.0)
        position += step_size
        print(step_size, position)

【问题讨论】：

当您的程序进入无限循环时，k 的值是多少？
你确定你得到一个无限循环而且它不仅仅是慢吗？我只是复制粘贴了您的代码并运行它，它为我完成了。
在 Python 3 中（将 long() 更改为 int() 后）即使使用 10**200 也对我有用。也许 Python 2 如何处理大整数存在一些问题？
刚刚使用n = 10**20 运行，它会一直重复k = 38680779789840615714、step_size = 1 和position = 3.868077978984061e19。
将 1.0 添加到您的号码 3.868977978984061e19 时，您基本上是在添加 0，因为它没有所需的精度。如果我没记错的话，你甚至可以添加 1000，但仍然看不到任何变化。 :-) 查看 k 值的差异，它的最后一位数字为 5714...

标签： python algorithm while-loop infinite-loop

【解决方案1】：

你需要使用position += long(step_size)和position -= long(step_size)

  if position == k:
        success = True
        print(str((position)) + ' is the value of k.')
    elif k < position:
        step_size = ceil(step_size / 2.0)
        position -= long(step_size)
        print(step_size, position,k)
    else:
        step_size = ceil(step_size / 2.0)
        position += long(step_size)
        print(step_size, position)

如果你不这样做，position 将是一个不长的浮点数。

随着n = 10 ** 200 的变化，我们得到一个值：

11008769984569663730780658772914869218303604494435631537943840906720756507580926318660187453313745419228469341648307070867052432521026422402953409000922062458195678772749579263632191432518529106302726
11008769984569663730780658772914869218303604494435631537943840906720756507580926318660187453313745419228469341648307070867052432521026422402953409000922062458195678772749579263632191432518529106302726 is the value of k.

【讨论】：

这应该也能规避浮点精度问题
@holroy，确切地说，它涵盖了这两种情况
太好了，这行得通。在我的代码中，问题是 Python 将 position 转换为浮点数以进行加法/减法，然后失去精度？
@dsaxton，确切地说，你在某种程度上很好，但后来你失去了精度，你要么需要多头，要么使用类似if abs(position - k) <= sys.float_info.min:

【解决方案2】：

您遇到了精度问题。确保您的值始终表示为整数（而不是浮点数）。 Python 整数具有任意精度，但浮点数没有。

【讨论】：