8-(927)-977-80-70 web-i-seo@yandex.ru
Режим работы: 10-00 до 20-00 МСК

Вы нашли нас по запросу -"Сравнение методов объединения двух отсортированных списков в Python Владикавказ" - это лучшая рекомендация для подрядчика SEO продвижения в городе Владикавказ или по России!

Сравнение методов объединения двух отсортированных списков в Python

Пусть у нас есть два списка (для простоты из целых чисел), каждый из которых отсортирован. Хотим объединить их в один список, который тоже должен быть отсортирован. Эта задача наверняка всем знакома, используется, например, при сортировке слиянием.

 

 

Способов реализации (особенно на python) достаточно много. Давайте разберем некоторые из них и сравним затрачиваемое время на разных входных данных.

Основная идея алгоритма заключается в том, что, поместив по одной метке в начале каждого списка, будем сравнивать отмеченные элементы, брать меньший из них и передвигать метку в его списке на следующее число. Когда один из списков кончается, нужно добавить остаток второго в конец.

 

Входные данные не меняются

Пусть есть два списка list1 и list2.

Начнем с самого простого алгоритма: обозначим метки за i и j и будем брать меньший из list1[i]list2[j] и увеличивать его метку на единицу, пока одна из меток не выйдет за границу списка.

При первом сравнении мы выберем минимальный элемент из двух минимальных в своем списке и подвинемся на следующий элемент, поэтому наименьший элемент из двух списков будет стоять на нулевом месте результирующего. Дальше несложно по индукции доказать, что далее слияние пройдет верно.

Перейдем к коду:

def simple_merge(list1, list2):
    i, j = 0, 0
    res = []
    while i < len(list1) and j < len(list2):
        if list1[i] < list2[j]:
            res.append(list1[i])
            i += 1
        else:
            res.append(list2[j])
            j += 1
    res += list1[i:]
    res += list2[j:] 
    # один из list1[i:] и list2[j:] будет уже пустой, поэтому добавится только нужный остаток
    return res

 

Заметим, что в данном коде используется только перемещение вперед по списку. Поэтому будет достаточно работать с итераторами. Перепишем алгоритм с помощью итераторов.

 

Еще изменим обработку концов списков, так как теперь мы не умеем копировать сразу до конца. Будем обрабатывать элементы до того, когда оба итератора дойдут до конца, при этом, если один уже оказался в конце, будем просто брать из второго.

 

def iter_merge(list1, list2):
    result, it1, it2 = [], iter(list1), iter(list2)
    el1 = next(it1, None)
    el2 = next(it2, None)
    while el1 is not None or el2 is not None:
        if el1 is None or (el2 is not None and el2 < el1):
            result.append(el2)
            el2 = next(it2, None)
        else:
            result.append(el1)
            el1 = next(it1, None)
    return result

 

В этой реализации можно вместо добавления по одному элементу (result.append()) собрать генератор, а потом из него получить список. Для этого напишем отдельную функцию, которая будет строить генератор, а основная функция сделает из него список.

 

def gen_merge_inner(it1, it2):
    el1 = next(it1, None)
    el2 = next(it2, None)
    while el1 is not None or el2 is not None:
        if el1 is None or (el2 is not None and el2 < el1):
            yield el2
            el2 = next(it2, None)
        else:
            yield el1
            el1 = next(it1, None)

def gen_merge(list1, list2):
    return list(gen_merge_inner(iter(list1), iter(list2))) # из генератора получаем список

 

Встроенные реализации

Рассмотрим еще несколько способов слияния через встроенные в python функции.

  • merge из heapq. Как говорит документация, эта функция делает именно то, что мы хотим, и больше: объединяет несколько итерируемых объекта, можно задать ключ, можно сортировать в обратном порядке.
    Тогда нам нужно просто импортировать и использовать:

    from heapq import merge
    
    def heapq_merge(list1, list2):
        return list(merge(list1, list2)) # тоже возвращает генератор
  • Counter из collectionsCounter умеет считать количество вхождений каждого из элементов, выдавать их в тех количествах, в которых они входят, и еще несколько полезных вещей, которые сейчас не нужны (например, несколько самых часто встречающихся элементов).
    Воспользуемся gen_merge_inner для слияния элементов Counter(list1) и Counter(list2):

    def counter_merge(list1, list2):
        return list(gen_merge_inner(Counter(list1).elements(), Counter(list2).elements()))
  • И, наконец, просто сортировка. Объединяем и сортируем заново. Тут есть два варианта реализация через sort() и sorted(). Сразу сравним их:
list1 = [i for i in range(1, 200000, 3)]
list2 = [i for i in range(2, 250000, 4)]
%timeit res1 = sorted(list1 + list2)
%timeit res2 = list1 + list2; res2.sort()
6.73 ms ± 64.9 µs per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 100 loops each)
4.43 ms ± 38.4 µs per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 100 loops each)

В результате:

    def sort_merge(list1, list2):
        return (list1 + list2).sort()

Если можно менять исходные списки

 

Предположим, что после слияния старые списки больше не нужны (как обычно и случается). Тогда можно написать еще один способ. Будем как и раньше сравнивать нулевые элементы списков и вызывать pop(0) у списка с меньшим, пока один из списков не закончится.

 

def pop_merge(list1, list2):
    result = []
    while list1 and list2:
        result.append((list1 if list1[0] < list2[0] else list2).pop(0))
    return result + list1 + list2

 

Получили простенькую функцию на 4 строчки, но использовать дальше исходные списки не получится. Можно их скопировать, потом работать с копиями, но это потребует много дополнительного времени. Здесь будут проблемы с тем, что удаление нулевого элемента очень дорогое. Поэтому еще одна модификация будет заключаться в том, что мы будем вместо удаления из начала списка использовать удаление из конца, но придется в конце развернуть списки.

 

def reverse_pop_merge(list1, list2):
    result = []
    while list1 and list2:
        result.append((list1 if list1[-1] > list2[-1] else list2).pop(-1))
    return (result + list1[-1::-1] + list2[-1::-1])[-1::-1]

 

Сравнение

 

Пора перейти к самому интересному.
Составим список функций, которые будем сравнивать:

 

  • simple_merge
  • iter_merge
  • gen_merge
  • heapq_merge
  • counter_merge
  • sort_merge
  • pop_merge
  • reverse_pop_merge

 

Будем измерять время работы с помощью модуля timeit. Код можно посмотреть здесь.

 

Разберем несколько ситуаций: оба списка примерно одинакового размера, один список большой, а второй маленький, количество вариантов элементов большое, количество вариантов маленькое. Кроме этого проведем просто общий случайный тест.

Тест первый

 

Проведем общий тест, размеры от $1$ до $10^5$, элементы от $1$ до $10^6$.

 

Отдельно сравним pop и reverse_pop:

 

 

pop_merge тратит колоссально больше времени в общем случае, как и ожидалось.

 

Не будем учитывать здесь огромный pop_merge, чтобы лучше видеть разницу между другими:

 

 

reverse_pop_merge показал себя относительно неплохо по сравнению с ручной реализацией и heapq_merge.

 

Методы на итераторах работают еще быстрее, при этом видно, что получилось выгоднее построить генератор, чем добавлять элементы в список.

 

Тест второй, сравнимые размеры

 

Размеры будут принадлежать отрезку $[50x, 50(x+1))$, а $x$ увеличиваем, начиная с $1$. Шаг $50$.

 

 

Как уже можно видеть pop_merge при небольшом размере списков еще ведет себя как heapq_merge, а дальше обгоняет всех.

 

Тест третий, один маленький, второй большой

 

Размер первого равен $x$, размер второго $10^4 + 100x$.

 

 

В самом начале (на очень маленьких списках) reverse_pop_merge обгоняет всех, кроме sort_merge, но на чуть больших все выходит на стандартные позиции.

 

Тест четвертый, много повторных

 

Размеры фиксированы, а количество элементов увеличивается на $5$, начиная с $1$.

 

 

Как видно, на достаточно малых количествах counter_merge оказывается быстрее reverse_pop_merge и heapq_merge, но потом он отстает.

 

Чемпионы

Абсолютным победителем оказался sort_merge! Гораздо быстрее просто отсортировать список заново, чем использовать вроде бы линейные от длины списков функции.

На втором месте в подавляющем большинстве случаев идет gen_merge, за ним следует iter_merge.

Остальные методы используют еще больше времени, но некоторые в каких-то крайних случаях достигают результатов 2-3 мест.

Дата изменения


Индивидуальный Предприниматель Ознобин Р.А.
8-927-977-80-70
Адрес: г. Владикавказ, ул. Строителей, строение 12

Полезная информация по теме - Сравнение методов объединения двух отсортированных списков в Python Владикавказ

Ознобин Роман Александрович Владикавказ

директор ООО «Код Эксперт — РМ», управляющий партнёр ООО «Код Эксперт», CEO, руководитель порталов ; «Позади более 100 сайтов и WEB приложений, десятки организаций и Servers, внедрений и разработок. Но более всего я горжусь победой на конкурсе инновационных порталов Министерства Экономики и Технологий Германии в Гановере, где разрабатываемые нами технологии оптимизации для Linux Os показали реальное ускорение вычислительных процессов с использованием больших массивов данных на 12%!!! А так же благодарностью людей доверивших нам свои заботы и надежды.»  С наилучшими пожеланиями, Ознобин Роман Награды: Призёр (3-е место) на конкурсе инновационных порталов Министерства экономики и технологий Федеративной Республики Германия. Гановер. 10.11.2011 Победитель конкурса Лучший предприниматель Республики Мордовия 2013 года в номинации «Эффективные инновации и новые технологии в малом и среднем бизнесе». Как член команды ООО «Код – Эксперт» в должности...

Услуги ремонта и строительства реализованный нами интернет-проект Владикавказ

Новая on-line визитка — Небольшая профессиональная бригада занимающаяся всеми видами строительных и отделочных работ в Нижнем Новгороде решила заказать недорогой вебсайт. Был заказан не большой инфпортал с перечнем усилий, прайсом и контактами. Простое, но красивое оформление, и слайдер. Базовая цена составила — 9 600 руб. ! наполнение материалами — от 300 до 1000 руб. за страницу  (в зависимости от наличия и объёмов таблиц, фото и текстов). визуальных эффектов — 5 000 руб.. Что бы заказать вебсайт у нас, вам надо лишь отправить заявку с данного сайта или связаться с нами любым из перечисленных в разделе Контакты методов. Мы свяжемся с Вами и поможем определится с техническим заданием, дизайном и ценой. Сравнение методов объединения двух отсортированных списков в Python — получи СКИДКУ 10% ООО «Код Эксперт — РМ» — общая создание,...

создание и продвижение сайтов Владикавказ

Закажите создание и раскрутка сайтов Владикавказ прямо сейчас, и увеличите свой доход от продаж. Получите бесплатную консультацию со специалистом по производству и оптимизации сайтов. Давайте поговорим о вашем бизнесе, ваших целях, что вы хотите включить в свой сайт. Наши специалисты знают, как правильно реализовать ваши цели и добиться хорошего результата. Сравнение методов объединения двух отсортированных списков в Python — получи СКИДКУ 10% если вы хотите получить хорошие продажи в web сети, то вам необходимо создать правильный, функциональный и главное удобный для клиентов сайт. создание и раскрутка сайтов Владикавказ для нас в первую очередь это представление Вашего виденья, Вы сами можете определить вариант дизайна и его наполнение, а мы сделаем его красивым, удобным и функциональным. но возникает вопрос кто его будет посещать и смотреть, ведь создание сайтов не дает гарантию что их...

разработка сайта магазина Владикавказ

Качественная создание сайта магазина Владикавказ по доступным ценам закажите прямо сейчас у нас на странице заказа. Наши лучшие специалисты помогут Вам создать продающий и прибыльный on-line магазин в короткие сроки. На современном рынке on-line-магазин это отдельный канал продаж, который позволяет Вашим клиентам сделать заказ или приобрести Ваши товары и сервис. Сегодня все больше людей желают совершать покупки с помощью  on-lineа, дайте возможность им найти Вас. Ваш on-line-магазин  поможет привлечь новых клиентов в ваш бизнес, что в свою очередь увеличит скорость, конвертации потенциальных клиентов в покупающих клиентов. Перед тем как разработать on-line магазин, вы должны убедиться, что разработчик правильно реализует Ваш портал. создание сайта магазина Владикавказ с помощью небольшого количества времени и нашей помощи Вы можете создать эффективную и функциональную витрину. может отличаться в зависимости от масштаба и сложности портала. Если Вы хотите вывести свой...

Визитная карточка строительной организации Владикавказ

Сайт строительной организации ООО «Монолит-Плюс» ООО «Монолит-Плюс» является крупным строительным подрядчиком в Ульяновске и Центральном Поволжье. Ими исполнены такие большие строительные объекты как Сыроваренный завод «Сармич» и Торговый Центр «Ле Руа» в г Ульяновск. ООО «Монолит-Плюс» решил заказать небольшой сайт с возможностью добавления новостей и простым дизайном. сайта составила 15 700 руб.. Для того что бы заказать сайт у нас, вам надо лишь отправить заявку нам на почте с данного сайта или связаться с нами любым из перечисленных в разделе Контакты методов, мы свяжемся с Вами и поможем определится с техническим заданием, дизайном и ценой сайта. ООО «Код Эксперт — РМ» — осуществляет комплексную установку, поддержку и раскрутка сайтов. Посмотреть сайт заказчика … ; ...

сео продвижение сайта Владикавказ

сео раскрутка сайта Владикавказ поможет Вам найти новых клиентов для вашего дела. Мы готовы разработать и внедрить с нуля портал по сео оптимизации сайта в выдаче поисковых систем. Занимая ТОП позиции по ключевым запросам в посиковых комплексах, Вы получаете новых клиентов, которые набрали такой запрос. Потенциально такой клиент уже готов купить Ваш товар или заказать у Вас усилийу. Сравнение методов объединения двух отсортированных списков в Python — получи СКИДКУ 10% Если Вы хотите сделать Ваш бизнес представленным не только в Вашем городе но и в других регионах или странах, то Вам необходимо заказать сео раскрутка сайта  Мы являемся компанией с полным спектром усилий. Независимо от того, хотите ли Вы разработать портал с разработки сайта или заказать сео раскрутка сайтаВладикавказ уже готового. сео раскрутка сайта Владикавказ является одним из наиболее эффективных методов...

Корпоративный портал поставщика строительных материалов Владикавказ

Новый сайт — ООО «ДанСтар». Занимаются поставкой строительных материалов и комплектующих на строительные объекты Нижнего Новгорода и Нижегородской области. Заказчику был необходим простой сайт с перечнем поставляемой продукции и формой обратной связи. ООО «ДанСтрой» решили заказать сайт с минимальной функциональностью и простым дизайном, но с наполнением материалов сайта и товаров, и отлаженными мета описаниями и ключевыми словами, для ускорения адаптации сайта в результатах поиска Гугл и Яндекс по Нижнему Новгороду. Базовая цена сайта составила — 9600 руб. ! наполнение сайта материалами — от 300 до 900 руб. за страницу  (в зависимости от наличия таблиц) Стоимость визуальных эффектов сайта — 5000 руб.. Что бы заказать сайт у нас, вам надо лишь отправить заявку с данного сайта или связаться с нами любым из перечисленных в разделе Контакты методов. Мы свяжемся с Вами и поможем определится с техническим заданием, дизайном и ценой...

разработка сайта организации Владикавказ

Любой бизнес который заинтересован в привлечении новых клиентов через on-line обращается к нам, потому как создание сайта организации Владикавказ  это первый шаг для выполнения поставленной задачи. Если Вас нет в web сети, то Вас не возможно найти. создание сайта организации Владикавказ включает в себя несколько этапов, которые конечно же лучше всего предоставить одной организации специализирующейся на этом. Такие этапы как создание концепции, дизайна, технического задания, логотипа, программная создание, техническое размещение ресурса на хостинге с правильным подбором доменного имени, проработка функционала сайта — все это достаточно большой объем усилия. Мы стараемся при реализации подобного портала сэкономить Ваше время и финансы, предоставьте всю работу сделать нам, конечно с Вашего одобрения и контроля. Актуальна создание сайтов образовательных организаций Владикавказ, т.к. сегодня развивается онлайн обучение и любому вузу или образовательному учреждению,...