क्यों अधिकतम की तुलना में धीमी है?

Question 1

मैंने पाया है कि पायथन 2 और 3 में कार्य maxकी तुलना में धीमी है sort।

अजगर २

$ python -m timeit -s 'import random;a=range(10000);random.shuffle(a)' 'a.sort();a[-1]'
1000 loops, best of 3: 239 usec per loop
$ python -m timeit -s 'import random;a=range(10000);random.shuffle(a)' 'max(a)'        
1000 loops, best of 3: 342 usec per loop

अजगर ३

$ python3 -m timeit -s 'import random;a=list(range(10000));random.shuffle(a)' 'a.sort();a[-1]'
1000 loops, best of 3: 252 usec per loop
$ python3 -m timeit -s 'import random;a=list(range(10000));random.shuffle(a)' 'max(a)'
1000 loops, best of 3: 371 usec per loop

क्यों है max ( O(n)) की तुलना में धीमी sortसमारोह ( O(nlogn))?

Question 2

timeitपायथन में मॉड्यूल का उपयोग करते समय आपको बहुत सावधान रहना होगा ।

python -m timeit -s 'import random;a=range(10000);random.shuffle(a)' 'a.sort();a[-1]'

यहां रैंडमाइज्ड ऐरे तैयार करने के लिए इनिशियल कोड एक बार चलता है a। फिर बाकी कोड कई बार चलाया जाता है। पहली बार यह सरणी को सॉर्ट करता है, लेकिन हर बार जब आप पहले से सॉर्ट किए गए सरणी पर सॉर्ट विधि को कॉल कर रहे होते हैं। केवल सबसे तेज़ समय लौटाया जाता है, इसलिए आप वास्तव में समय दे रहे हैं कि पहले से ही सॉर्ट किए गए सरणी को क्रमबद्ध करने में अजगर को कितना समय लगता है।

पायथन के सॉर्ट एल्गोरिथ्म का हिस्सा यह पता लगाने के लिए है कि सरणी पहले से आंशिक रूप से या पूरी तरह से सॉर्ट की गई है। जब यह पूरी तरह से हल हो जाता है तो इसे यह पता लगाने के लिए सरणी के माध्यम से एक बार स्कैन करना पड़ता है और फिर यह बंद हो जाता है।

अगर इसके बजाय आपने कोशिश की:

python -m timeit -s 'import random;a=range(100000);random.shuffle(a)' 'sorted(a)[-1]'

तब सॉर्ट हर टाइमिंग लूप पर होता है और आप देख सकते हैं कि किसी ऐरे को छांटने का समय वास्तव में सिर्फ ज्यादा से ज्यादा वैल्यू खोजने के लिए ज्यादा लंबा होता है।

संपादित करें: @ स्काइकिंग का उत्तर बताता है कि मैंने जिस हिस्से को अस्पष्टीकृत छोड़ दिया है: a.sort()वह जानता है कि यह एक सूची पर काम कर रहा है ताकि सीधे तत्वों तक पहुंच सके। max(a)किसी भी मनमाना चलने पर काम करता है ताकि सामान्य पुनरावृत्ति का उपयोग किया जा सके।

Question 3

सबसे पहले, ध्यान दें कि max()itter प्रोटोकॉल list.sort()का उपयोग करता है , जबकि तदर्थ कोड का उपयोग करता है । स्पष्ट रूप से, एक इटरेटर का उपयोग करना एक महत्वपूर्ण ओवरहेड है, इसीलिए आप उस अंतर को समय में देख रहे हैं।

हालाँकि, इसके अलावा, आपके परीक्षण निष्पक्ष नहीं हैं। आप a.sort()एक से अधिक बार एक ही सूची में चल रहे हैं । अजगर द्वारा प्रयोग किया जाता एल्गोरिथ्म विशेष रूप से पहले से ही के लिए तेजी से डिज़ाइन किया गया है (आंशिक रूप से) डेटा सॉर्ट किया। आपके परीक्षण कह रहे हैं कि एल्गोरिथ्म अपना काम अच्छी तरह से कर रहा है।

ये निष्पक्ष परीक्षण हैं:

$ python3 -m timeit -s 'import random;a=list(range(10000));random.shuffle(a)' 'max(a[:])'
1000 loops, best of 3: 227 usec per loop
$ python3 -m timeit -s 'import random;a=list(range(10000));random.shuffle(a)' 'a[:].sort()'
100 loops, best of 3: 2.28 msec per loop

यहां मैं हर बार सूची की एक प्रति बना रहा हूं। जैसा कि आप देख सकते हैं, परिणामों की परिमाण के क्रम अलग-अलग हैं: सूक्ष्म बनाम मिलीसेकंड, जैसा कि हम उम्मीद करेंगे।

और याद रखें: बड़ा-ओह एक ऊपरी सीमा को निर्दिष्ट करता है! पायथन की छँटाई एल्गोरिथ्म के लिए निचली सीमा n ( n ) है। O ( n log n ) होने का मतलब यह नहीं है कि प्रत्येक रन n लॉग एन के आनुपातिक समय के लिए होता है । इसका अर्थ यह भी नहीं है कि इसे O ( n ) एल्गोरिथम की तुलना में धीमा होना चाहिए , लेकिन यह एक और कहानी है। यह समझना महत्वपूर्ण है कि कुछ अनुकूल मामलों में, एक O ( n लॉग एन ) एल्गोरिथ्म O ( n ) समय या उससे कम में चल सकता है।

Question 4

यह हो सकता है क्योंकि l.sortएक सदस्य है listजबकि maxएक सामान्य कार्य है। इसका मतलब यह है कि उस समय l.sortके आंतरिक प्रतिनिधित्व पर भरोसा कर सकते हैं, listजबकि maxसामान्य पुनरावृत्ति प्रोटोकॉल से गुजरना होगा।

यह बनाता है कि प्रत्येक तत्व लाने वाला प्रत्येक तत्व लाने वाले की l.sortतुलना में अधिक तेज़ maxहोता है।

मुझे लगता है कि यदि आप इसके बजाय उपयोग करते sorted(a)हैं तो आपको परिणाम की तुलना में धीमा मिलेगा max(a)।