Python 3 मध्ये "1000000000000000 श्रेणीतील (1000000000000001)" ची कार्यक्षमता समजून घेणे

पायथनच्या श्रेणी कार्यक्षमतेचे अनावरण

Python 3 मधील "1000000000000000 (1000000000000001)" या अभिव्यक्तीची कामगिरी पहिल्या दृष्टीक्षेपात गोंधळात टाकणारी असू शकते. एवढ्या मोठ्या संख्येची तपासणी करण्यासाठी रेंज फंक्शनला बराच वेळ लागेल असे वाटत असले तरी, ऑपरेशन जवळजवळ तात्काळ होते. यामुळे पायथनच्या रेंज ऑब्जेक्टच्या अंतर्गत कामकाजाविषयी सखोल प्रश्न निर्माण होतो.

अपेक्षेच्या विरुद्ध, Python 3 चे रेंज फंक्शन निर्दिष्ट श्रेणीतील सर्व संख्या व्युत्पन्न करत नाही, ज्यामुळे ते स्वहस्ते अंमलात आणलेल्या रेंज जनरेटरपेक्षा खूप वेगवान बनते. हा लेख पायथनचे रेंज फंक्शन इतके कार्यक्षम का आहे हे शोधतो आणि त्याच्या अंतर्निहित कार्यपद्धती स्पष्ट करण्यासाठी तज्ञांकडील प्रमुख अंतर्दृष्टी हायलाइट करतो.

पायथनचे रेंज फंक्शन परफॉर्मन्स समजून घेणे

"1000000000000000 श्रेणीतील (100000000000001)" ही अभिव्यक्ती इतक्या लवकर का कार्यान्वित होते हे दाखवून दिलेली पायथन स्क्रिप्ट दाखवते. चा वापर आहे range फंक्शन, जे मेमरीमध्ये सर्व संख्या तयार न करता संख्यांचा अपरिवर्तनीय क्रम तयार करते. त्याऐवजी, ते प्रारंभ, थांबा आणि चरण मूल्ये वापरून श्रेणीचे मूल्यांकन करते, सदस्यत्व चाचण्या बनवते जसे १ अतिशय कार्यक्षम. स्क्रिप्टची is_in_range फंक्शन या कार्यक्षमतेचा फायदा घेऊन एखादी संख्या निर्दिष्ट मर्यादेत आहे की नाही हे त्वरीत तपासते.

दुसरीकडे, सानुकूल श्रेणी जनरेटर कार्य my_crappy_range a वापरते while पळवाट आणि ५ एकामागून एक संख्या व्युत्पन्न करण्यासाठी, मोठ्या श्रेणींसाठी ते लक्षणीयरीत्या हळू बनवते. हा कॉन्ट्रास्ट पायथनमध्ये तयार केलेले ऑप्टिमायझेशन हायलाइट करतो range फंक्शन, जे सानुकूल जनरेटरद्वारे आवश्यक असलेल्या रेखीय-वेळ तपासणीच्या विपरीत, सतत-वेळ सदस्यत्व तपासणी करते. C स्क्रिप्ट पुढे एक समान चेक वापरून हे स्पष्ट करते ७ मोठ्या पूर्णांक मूल्ये कार्यक्षमतेने हाताळण्यासाठी, पायथनच्या निम्न स्तरावर रेंजच्या ऑप्टिमाइझ केलेल्या हाताळणीवर जोर देऊन.

# Python script to demonstrate why 1000000000000000 in range(1000000000000001) is fast
def is_in_range(val, start, end):
    """Check if a value is in the specified range."""
    return val in range(start, end)

# Test the function
print(is_in_range(1000000000000000, 0, 1000000000000001))

# Custom range generator for comparison
def my_crappy_range(N):
    i = 0
    while i < N:
        yield i
        i += 1

# Test the custom range generator
print(1000000000000000 in my_crappy_range(1000000000000001))

१

पायथनच्या रेंज फंक्शन ऑप्टिमायझेशनमध्ये अधिक खोलवर जाणे

च्या कामगिरीचा आणखी एक पैलू range पायथन 3 मध्ये अनुक्रम प्रकार म्हणून त्याची अंमलबजावणी आहे. पायथन 2 च्या विपरीत ९, जे जनरेटर आहे, पायथन 3 चे range एक पूर्ण वाढ झालेला क्रम आहे. याचा अर्थ ते कार्यक्षम सदस्यत्व चाचणी, स्लाइसिंग आणि इंडेक्सिंग ऑपरेशन्सना समर्थन देते. जेव्हा तुम्ही वापरून संख्या श्रेणीमध्ये आहे का ते तपासता १ ऑपरेटर, पायथन प्रत्येक मूल्याद्वारे पुनरावृत्ती करत नाही. त्याऐवजी, ते श्रेणीच्या प्रारंभ, थांबा आणि चरण पॅरामीटर्सवर आधारित अंकगणित तपासणी करते. हा अंकगणितीय दृष्टीकोन खात्री देतो की सदस्यता चाचणी सतत वेळेत केली जाते, O(1).

पायथनच्या रेंज ऑब्जेक्टला भाषेच्या डायनॅमिक टायपिंग आणि मेमरी व्यवस्थापनाचा फायदा होतो. C मधील अंतर्निहित अंमलबजावणी गती आणि मेमरी कार्यक्षमतेसाठी अनुकूल करते. पायथनच्या पूर्णांक प्रकाराचा फायदा घेऊन, जे अनियंत्रितपणे मोठ्या मूल्यांना हाताळू शकते, श्रेणी फंक्शन कार्यक्षमतेशी तडजोड न करता अत्यंत मोठ्या अनुक्रमांना समर्थन देऊ शकते. अंतर्गत C कोड श्रेणी गणना आणि सदस्यत्व चाचण्या करण्यासाठी ऑप्टिमाइझ केलेल्या अल्गोरिदमचा वापर करतो, ज्यामुळे श्रेणी कार्य लहान आणि मोठ्या दोन्ही श्रेणींसाठी अत्यंत कार्यक्षम बनते.