Python while循环速度答案

【问题标题】：Python while loop speedPython while循环速度
【发布时间】：2015-11-24 08:40:09
【问题描述】：

如果有人可以向我解释为什么下面的代码有这么多额外的开销，我会很高兴。在 100k 次迭代中，任何一种情况的速度都相同（2.2 秒）。当增加到 1E6 次迭代时，案例“B”永远不会完成，而案例“A”只需要 29 秒。

案例“A”

while n is not 1:
    foo

案例“B”

while n > 1:
    foo

如果有任何帮助，请完成代码

def coll(n):
    count = 0
    # while n is not 1:
    while n > 1:
        count += 1
        if not n % 2:
            n /= 2
        else:
            n = 3*n + 1
    return count

for x in range(1,100000):
    count = coll(x)

【问题讨论】：

对我来说，100,000 次迭代的两个版本都在 1 秒内运行。对于 1,000,000 次迭代，B 在大约 11 秒内运行，而 A 仍在运行。
构造 n is not 1 无论如何都不等同于 n > 1。第一种形式不是算术比较，不应使用。 is not 1 是关于对象身份的声明，完全依赖于实现。即n != 1 不一定等同于n is not 1。如果你使用未定义的行为，你的程序可以做它想做的任何事情，所以不要这样做。
艾伦，你确定你的意思是 B 永远不会结束吗？
对不起，我的意思是“永远不会完成我的意思是我让程序运行了 20 分钟而没有完成，所以我不得不终止它。我发现 IS NOT 导致我的脚本挂起，并将其替换为 !=.

标签： python performance while-loop overhead

【解决方案1】：

首先，您应该使用n > 1 或n != 1，而不是n is not 1。后者工作的事实是一个实现细节，显然它不适合你。

它不起作用的原因是因为您的代码中有 x 的值导致 Collatz 序列超过 sys.maxint 的值，这会将 n 变成 long。然后，即使它最终回到1，它实际上是1L； long，而不是 int。

尝试使用while n is not 1 and repr(n) != '1L':，它会按您的预期工作。但不要那样做；只需使用n > 1 或n != 1。

【讨论】：

谢谢，出于某种原因，我认为 != 类似于 is not。澄清为什么代码似乎挂起是有道理的。如果两者都适用于循环结构，那么 n >1 是否比 n != 1 更受青睐？
@Alan，是什么让你说n > 1 是首选？我会使用n != 1，因为考虑到 Collatz 序列的属性，它对我来说似乎更有意义。在这种情况下，它们的性能几乎相同。

【解决方案2】：

通常在 Python 中，is 的检查速度非常快，因为它使用引用相等，所以只需要检查两个对象是否具有相同的内存位置。请注意，您的代码有效的唯一原因是大多数 Python 实现通常维护一个较小整数的池，因此每个 1 总是引用相同的 1，例如，可能有多个对象表示 @987654324 @。在这些情况下，n is 1000 会失败，而n == 1000 会起作用。您的代码依赖于这个整数池，这是有风险的。

> 涉及一个函数调用，这在 Python 中相当慢：n > 1 转换为 n.__gt__(1)。

【讨论】：