Zrozumienie wydajności „1000000000000000 w zakresie (1000000000000001)” w Pythonie 3

Badanie wydajności funkcji Range w Pythonie

Pyton 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))

Dlaczego obiekt Range w Pythonie jest niezwykle szybki

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;
}

Często zadawane pytania dotyczące wydajności funkcji Range w Pythonie

1. Jak działa Python range funkcja działa wewnętrznie?
2. Pythona range funkcja generuje liczby na bieżąco, używając wartości początkowych, końcowych i krokowych, umożliwiając wydajne testowanie członkostwa bez generowania wszystkich liczb w pamięci.
3. Dlaczego jest in operator tak szybko range?
4. The in operator przeprowadza kontrolę arytmetyczną zamiast iterować każdą wartość, co sprawia, że ​​działa szybko w przypadku dużych zakresów.
5. Jaka jest różnica pomiędzy range w Pythonie 3 i xrange w Pythonie 2?
6. W Pythonie 3 range jest obiektem sekwencji, podczas gdy w Pythonie 2 xrange jest generatorem. Obiekt sekwencji obsługuje wydajne testowanie członkostwa i wycinanie.
7. Czy Python range obsługiwać bardzo duże liczby?
8. Tak, Pythona range może obsługiwać dowolnie duże liczby ze względu na dynamiczne pisanie w Pythonie i typ całkowity, który obsługuje duże wartości.
9. W jaki sposób Python zapewnia wydajność pamięci za pomocą range?
10. Pythona range nie przechowuje wszystkich wartości w pamięci. Oblicza wartości na żądanie, korzystając z parametrów start, stop i step, zapewniając wydajność pamięci.
11. Czy generator zakresu niestandardowego jest wolniejszy niż generator Pythona range?
12. Tak, niestandardowy generator zakresów jest wolniejszy, ponieważ generuje każdą wartość jedna po drugiej, podczas gdy generator Pythona range przeprowadza efektywne sprawdzenia arytmetyczne.
13. Dlaczego krojenie działa z Pythonem range?
14. Pythona range obsługuje krojenie, ponieważ jest zaimplementowany jako obiekt sekwencji, umożliwiając efektywny dostęp do podzakresów.
15. Jakie optymalizacje są stosowane w Pythonie range?
16. Pythona range wykorzystuje zoptymalizowane algorytmy w języku C do obsługi operacji arytmetycznych i zarządzania pamięcią, dzięki czemu jest szybki i wydajny.

Końcowe przemyślenia na temat wydajności zakresu Pythona

Funkcja range w Pythonie wyróżnia się wyjątkową wydajnością podczas obsługi dużych sekwencji. Wykorzystując kontrole arytmetyczne i zoptymalizowane algorytmy, może skutecznie określić członkostwo bez konieczności generowania wszystkich wartości pośrednich. Taka konstrukcja nie tylko oszczędza pamięć, ale także zapewnia szybkie wykonanie, co czyni go nieocenionym narzędziem dla programistów zajmujących się rozległymi zakresami numerycznymi.