为什么我的线性搜索比我在 Python3 中的二分搜索运行得更快？

Question

我已经在 python 中实现了二进制搜索和线性搜索。我用它在 113809 个排序的单词列表中搜索一个单词。但是二分查找比线性查找需要更多的时间，虽然理论上二分查找应该更快。我已经使用时间功能来测量时间。输出是要搜索的单词的索引和两个搜索功能所花费的时间。

# binary search
import random
import time
def b_search(t,c, low_index, up_index):
    if low_index > up_index:
        return -1
    middle= (low_index + up_index)//2
    if t[middle]== c:
        return middle
    if t[middle]> c:
        return b_search(t, c, low_index, middle-1)
    if t[middle]< c:
        return b_search(t,c,middle+1, up_index)

def make_list():
    fin= open('words.txt')
    word_list=[]
    for line in fin:
        word= line.strip()
        word_list.append(word)

    return word_list

def l_search(t, c):
    length= len(t)
    index= 0
    while index<length:
        if t[index]== c:
            return index
        index= index+1
    return (-1)



t= make_list()
a= time.time()
print(b_search(t, 'hospital', 0, len(t)-1))
b= time.time()
print('binary search took', b-a, 'seconds')
c= time.time()
print(l_search(t, 'hospital'))
d= time.time()
print('linear search took', d-c, 'seconds')

输出是： 46662 二分查找耗时 0.07027983665466309 秒 46662 线性搜索耗时 0.01752614974975586 秒

Answer 1

我敢打赌，递归二分搜索中的函数调用会占用时间。由于 python 对象可能会即时更改，即 b_search “对象”可能会从函数更改为变量，因此代码不会像在其他语言中那样优化。

函数调用在每次进入和离开函数时都需要操作堆栈，这需要一些时间，在这种情况下可能超过线性搜索的开销。

另一件事是线性搜索与高速缓存很好地对齐，而二进制搜索可能会导致高速缓存未命中，至少在最快的高速缓存中是这样。但是，函数调用可能是这里的原因。