![Memahami Kecekapan 1000000000000000 dalam julat(1000000000000001) dalam Python 3](https://www.tempmail.us.com/images/ce/cec58cb25c1408cf267bec24da082c2a-836px.webp/memahami-kecekapan-1000000000000000-dalam-julat-1000000000000001-dalam-python-3-836px.webp)
Membongkar Kecekapan Julat Python
Prestasi ungkapan "1000000000000000 dalam julat(1000000000000001)" dalam Python 3 boleh membingungkan pada pandangan pertama. Walaupun nampaknya fungsi julat perlu mengambil masa yang agak lama untuk menyemak bilangan yang begitu besar, operasi itu hampir serta-merta. Ini membawa kepada soalan yang lebih mendalam tentang kerja dalaman objek julat Python.
Bertentangan dengan jangkaan, fungsi julat Python 3 tidak menjana semua nombor dalam julat yang ditentukan, menjadikannya lebih pantas daripada penjana julat yang dilaksanakan secara manual. Artikel ini meneroka sebab fungsi julat Python sangat cekap dan menyerlahkan cerapan utama daripada pakar untuk menerangkan mekanisme asasnya.
Perintah | Penerangan |
---|---|
range(start, end) | Menghasilkan urutan nombor yang tidak berubah dari mula hingga akhir-1. |
yield | Digunakan untuk menentukan fungsi penjana yang mengembalikan iterator yang menghasilkan nilai pada satu masa. |
in | Menyemak keahlian, iaitu, jika elemen hadir dalam lelaran. |
Py_ssize_t | Jenis data dalam C yang digunakan oleh Python untuk menentukan saiz objek dan indeks. |
printf() | Fungsi dalam C digunakan untuk mencetak output berformat ke aliran keluaran standard. |
#include | Perintah prapemproses dalam C untuk memasukkan kandungan fail atau perpustakaan dalam program. |
Py_ssize_t val | Mentakrifkan pembolehubah jenis Py_ssize_t dalam C, digunakan untuk pengindeksan dan saiz. |
Memahami Prestasi Fungsi Julat Python
Skrip Python yang disediakan menunjukkan mengapa ungkapan "1000000000000000 dalam julat(1000000000000001)" dilaksanakan dengan begitu cepat. Kuncinya ialah penggunaan range fungsi, yang menjana urutan nombor yang tidak berubah tanpa mencipta semua nombor dalam ingatan. Sebaliknya, ia menilai julat menggunakan nilai mula, berhenti dan langkah, membuat ujian keahlian seperti in sangat cekap. Skripnya is_in_range fungsi cepat menyemak sama ada nombor berada dalam julat yang ditentukan dengan memanfaatkan kecekapan ini.
Sebaliknya, fungsi penjana julat tersuai my_crappy_range menggunakan a while gelung dan yield untuk menjana nombor satu demi satu, menjadikannya lebih perlahan untuk julat yang besar. Kontras ini menyerlahkan pengoptimuman yang dibina ke dalam Python range fungsi, yang melakukan semakan keahlian masa tetap, tidak seperti semakan masa linear yang diperlukan oleh penjana tersuai. Skrip C selanjutnya menggambarkan ini dengan melaksanakan pemeriksaan serupa menggunakan Py_ssize_t untuk mengendalikan nilai integer yang besar dengan cekap, menekankan pengendalian julat yang dioptimumkan oleh Python pada tahap yang lebih rendah.
Meneroka Kecekapan Fungsi Julat Python
Python 3
# 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))
Mengapa Objek Julat Python Amat Cepat
C
#include <Python.h>
#include <stdbool.h>
bool is_in_range(Py_ssize_t val, Py_ssize_t start, Py_ssize_t end) {
return val >= start && val < end;
}
int main() {
Py_ssize_t val = 1000000000000000;
Py_ssize_t start = 0;
Py_ssize_t end = 1000000000000001;
if (is_in_range(val, start, end)) {
printf("Value is in range\\n");
} else {
printf("Value is not in range\\n");
}
return 0;
}
Menyelidiki Lebih Dalam Pengoptimuman Fungsi Julat Python
Satu lagi aspek prestasi range dalam Python 3 ialah pelaksanaannya sebagai jenis urutan. Tidak seperti Python 2 xrange, yang merupakan penjana, Python 3's range adalah urutan yang lengkap. Ini bermakna ia menyokong operasi ujian keahlian, penghirisan dan pengindeksan yang cekap. Apabila anda menyemak sama ada nombor berada dalam julat menggunakan in operator, Python tidak berulang melalui setiap nilai. Sebaliknya, ia melakukan semakan aritmetik berdasarkan parameter mula, henti dan langkah julat. Pendekatan aritmetik ini memastikan ujian keahlian dilakukan dalam masa yang tetap, O(1).
Objek julat Python juga mendapat manfaat daripada penaipan dinamik dan pengurusan memori. Pelaksanaan asas dalam C mengoptimumkan untuk kedua-dua kelajuan dan kecekapan memori. Dengan memanfaatkan jenis integer Python, yang boleh mengendalikan nilai yang besar secara sewenang-wenangnya, fungsi julat boleh menyokong jujukan yang sangat besar tanpa menjejaskan prestasi. Kod C dalaman menggunakan algoritma yang dioptimumkan untuk melakukan pengiraan julat dan ujian keahlian, menjadikan fungsi julat sangat cekap untuk julat kecil dan besar.
Soalan Lazim tentang Prestasi Fungsi Julat Python
- Bagaimana Python's range fungsi berfungsi secara dalaman?
- Python's range fungsi menjana nombor dengan pantas menggunakan nilai mula, henti dan langkah, membolehkan ujian keahlian yang cekap tanpa menjana semua nombor dalam ingatan.
- Mengapakah in pengendali begitu pantas dengan range?
- The in pengendali melakukan semakan aritmetik dan bukannya mengulangi setiap nilai, yang menjadikannya pantas untuk julat yang besar.
- Apakah perbezaan antara range dalam Python 3 dan xrange dalam Python 2?
- Dalam Python 3, range ialah objek urutan, manakala dalam Python 2, xrange ialah penjana. Objek jujukan menyokong ujian keahlian dan penghirisan yang cekap.
- Bolehkah Python's range mengendalikan nombor yang sangat besar?
- Ya, Python's range boleh mengendalikan nombor besar secara sewenang-wenangnya disebabkan oleh penaipan dinamik Python dan jenis integer yang menyokong nilai yang besar.
- Bagaimanakah Python memastikan kecekapan memori dengan range?
- Python's range tidak menyimpan semua nilai dalam ingatan. Ia mengira nilai atas permintaan menggunakan parameter mula, henti dan langkah, memastikan kecekapan memori.
- Adakah penjana julat tersuai lebih perlahan daripada Python range?
- Ya, penjana julat tersuai adalah lebih perlahan kerana ia menjana setiap nilai satu demi satu, manakala Python range melakukan semakan aritmetik yang cekap.
- Mengapa penghirisan berfungsi dengan Python range?
- Python's range menyokong penghirisan kerana ia dilaksanakan sebagai objek jujukan, membenarkan capaian yang cekap kepada sub-julat.
- Apakah pengoptimuman yang digunakan dalam Python range?
- Python's range menggunakan algoritma yang dioptimumkan dalam C untuk mengendalikan operasi aritmetik dan pengurusan memori, menjadikannya pantas dan cekap.
Pemikiran Akhir tentang Prestasi Julat Python
Fungsi julat Python menonjol kerana prestasinya yang luar biasa apabila mengendalikan jujukan yang besar. Dengan memanfaatkan semakan aritmetik dan algoritma yang dioptimumkan, ia boleh menentukan keahlian dengan cekap tanpa overhed menjana semua nilai perantaraan. Reka bentuk ini bukan sahaja menjimatkan memori tetapi juga memastikan pelaksanaan pantas, menjadikannya alat yang tidak ternilai untuk pembangun yang berurusan dengan julat berangka yang luas.