Сколько операций в секунду выполняет питон

Сколько операций в секунду выполняет питон

MikeMirzayanov → Codeforces Single Account Policy: zh0ukangyang is Removed from the Rating

mohammed_orkhan → I wnat to be EXPERT!!

SAD_IN_NIGHTMARE → 2024 OIs

stefdasca → Easy and Quick Video Tutorials for the CSES Problem Set

standoff → Еhis isn’t fair.

maomao90 → Editorial for Hello 2024

I_am_Polish_Girl → Dijkstra Algorithgm

DottedCalculator → I am a Specialist. Ask Me Almost Anything!

atcoder_official → AtCoder Beginner Contest 335 (Sponsored by Mynavi) Announcement

awoo → Разбор Educational Codeforces Round 149

Vectrizz → Золотой расчет: оптимизация ценности в рюкзаке с умением раздробить слитки!

maomao90 → I am top 1 contributor. AMA!

Hexagons → [OFF TOPIC] Hollow Knight radiant tutorial for bossfight «Markoth»

pajenegod → The Ultimate Reroot Template

CheaterExposer → [UPDATE] Codeforces Cheater IOI Medalist

triumphh → What rating on codeforces should I aim for to crack ZCO and INOI?

sahal → CSES Problemset Editorials (almost all section editorial collection)

Zlobober → Checkers with testlib.h

oversolver → Expert for the first time since 2011, AMA

Algorithms_with_Shayan → How to approach DP problems & DP playlist

Nurali16 → tourist is not noob . he is genius

AminAnvari → Segment Tree Problems

P etr → A 1:1 week

TurtleZW → Codeforces Round #828 (Div. 3)

flash_7 → Digit DP

Производительность в Python. Легкий путь

Всегда знал, что одно из достоинств Python — возможность переписать самые тормозные куски кода на Си и увеличить быстродействие программы до недостижимых интерпретируемым языкам высот. Но сам ни разу не пробовал, т.к. считал что это слишком сложно. После прочтения этой статьи больше так не считаю.

Программисты знакомые с ctypes врядли найдут тут что-то интересное, новичков же прошу под кат.

Ctypes — механизм Python для импорта функций из внешних библиотек.
%timeit — magic-функция оболочки IPython, измеряющая время выполнения выражения на Python

Ctypes — это прекрасно! Давайте начнем с небольшого банального примера: суммирование чисел в определенном диапазоне.
Вот реализация этой функции на Python

def sumrange(arg): return sum(xrange(arg)) 

Отлично! Но что если мы попробуем суммировать действительно большой диапазон чисел, например от 0 до 10**8 (т.е. 100,000,000)

In [2]: %timeit sumrange(10**2) 1000000 loops, best of 3: 1.53 us per loop In [3]: %timeit sumrange(10**8) 1 loops, best of 3: 9.77 s per loop In [4]: %timeit sumrange(10**9) 1 loops, best of 3: 97.8 s per loop 

Уже не так весело. Попробуем кое-что другое:

def sumrange2(arg): x = i = 0 while i < arg: x += i i += 1 return x 

Что из этого получится?

In [10]: %timeit sumrange2(10**2) 100000 loops, best of 3: 10.5 us per loop In [11]: %timeit sumrange2(10**8) 1 loops, best of 3: 18.5 s per loop 

Вот это да… Так еще хуже… В этот раз даже не буду пробовать 10**9.
Так как же нам ускорить выполнение? Только не предлагайте математические оптимизации… мы же в новом мире компьютеров! (в оригинале: don't suggest math tricks… this is the the new world of computing!)
Да, я знаю, что сложность алгоритма — постоянная величина и не зависит о величины аргумента, n*(n+1)/2. Но статья посвящена не этому.

Как насчет ctypes?

#include unsigned long long sumrange(unsigned long long arg) < unsigned long long i, x; x = 0; for (i = 0; i < arg; i++) < x = x + i; >return x; >

Сохраним с именем sumrange.c и скомпилируем (не будем использовать оптимизации для чистоты эксперимента):
$ gcc -shared -Wl,-install_name,sumrange.so -o sumrange.so -fPIC sumrange.c

Импортируем в Python то что получилось:

import ctypes sumrange_ctypes = ctypes.CDLL('./sumrange.so').sumrange sumrange_ctypes.restype = ctypes.c_ulonglong sumrange_ctypes.argtypes = ctypes.c_ulonglong, 

И Оскар получает…

In [15]: %timeit sumrange_ctypes(10**2) 1000000 loops, best of 3: 1.28 us per loop In [16]: %timeit sumrange_ctypes(10**8) 1 loops, best of 3: 381 ms per loop In [17]: %timeit sumrange_ctypes(10**9) 1 loops, best of 3: 3.79 s per loop In [18]: %timeit sumrange_ctypes(10**10) 1 loops, best of 3: 37.8 s per loop 

10**2	10**8	10**9	10**10
Чистый Python, способ №1	1.53 мкс	9.77 с	97.8 с	-
Чистый Python, способ №2	10.5 мкс	18.5 с	-	-
ctypes	1.28 мкс	381 мс	3.79 с	37.8 с

Адский прирост производительности!

Для Node.js хакеров, есть эквивалент ctypes — FFI (Foreign Function Interface): github.com/rbranson/node-ffi

Операторы, типы данных и переменные¶

Мы использовали язык Python для создания интересных программ, рисующих картинки за счет всего нескольких строк кода, но наши программы были ограничены в возможностях. Мы просто запускали их и наблюдали, как они сами создают картинки.

А что если бы мы захотели взаимодействовать с нашими программами на Python? На этом занятии мы узнаем, как заставить Python запросить имя пользователя, а также попробуем применение операторов при рисовании картин, на один большой шаг приблизившись к созданию динамических анимаций!

Переменные: место, где мы храним данные¶

В предыдущем уроке, мы использовали переменную name для записи в неё имени «Вася». Теперь давайте посмотрим, что такое в действительности переменные и как они работают.

Переменная¶

Переменная — это нечто такое, что нужно запомнить вашему ком-ьютеру на время работы программы.

Когда Python «запоминает» что-либо, он сохраняет эту информацию в памяти компьютера. Python может запоминать значения нескольких типов данных, например числовые значения (такие как 7, 42 или даже дробные числа, вроде 3.1415) и строки (буквы, символы, слова, предложения — все, что вы можете набрать на клавиатуре). А также и пользовательские типы данных, но это уже забегая далеко вперёд.

В Python, как и в большинстве других современных языков программирования, мы присваиваем значение переменной с помощью знака равенства ( = ).

Например, в примере с именем «Вася» мы сделали это вот так:

name = "Вася" 

Если мы присваиваем строку, то нужно не забыть взять её в кавычки ( "" )!

Также мы можем присваивать переменным и другие типы данных. Например, числа:

x = 42 y = 15 PI = 3.1415 

Если это число, то кавычки ( "" ) не нужны. Если мы возмём в кавычки, например "3.1415" , то это уже будет не число, а строка!

Как Python различает типы данных?

Python - язык с динамичекой типизацией. Это означает, что он может сам, то есть без указания программиста, динамически адаптировать те или иные переменные к нужному типу данных. То есть, например, если мы сначала запишем в переменную число var = 42 , то ничто нам не помешает потом записать в неё строку var = "Hello" - Python всё сделает!

Имена переменных¶

Каждый раз при присвоении переменной какого-либо значения сначала (слева от знака равенства) необходимо указать имя этой переменной (чтобы мы могли к ней потом обращаться), а затем (справа от знака равенства) — присваиваемое значение.

Как правило, переменные называются простыми именами, описывающими содержащееся в переменной значение (как в случае с переменной name , хранящей имя).

Такой подход упрощает понимание предназначения переменных и их последующее использование. Однако следует запомнить несколько правил, которым должны соответствовать имена создаваемых переменных.

1. Используевые буквы должны быть латинскими.
2. Остальные символы в имени переменной должны быть буквами, цифрами или нижним подчеркиванием (``_``). Внутри имени переменной пробелы не допускаются (например, имя my name приведет к появлению сообщения о синтаксической ошибке, так как Python подумает, что вы перечислили две пе ременные и разделили их пробелом).
3. Имена переменных в Python чувствительны к регистру (БОЛЬШИЕ или маленькие буквы). Это значит, что если в имени переменной мы использовали только буквы нижнего регистра (например, abc ), то воспользоваться значением, сохраненном в переменной, мы можем, только указав имя переменной в точно таком же виде, в том же регистре. Таким образом, переменная My_Name отличается от my_name , а MY_NAME от них обеих.

Использование переменных¶

Использовать переменные очень легко! Как присвоить (записать) значение переменной ты уже знаешь. А чтобы использовать её, то есть обратиться к тому значению, что в нём находится - нужно просто использовать её имя.

Например, как в программе приветствия Васи.

name = "Вася" print("Привет", name) 

print("Привет", name) - здесь мы ввели строку "Привет" вместе с тем, что хранилось в name .

Чтобы лучше понять этот механизм - запусти интерпретатор Python и попробуй создать свои переменные и взять из них значения.

>>> num = 42 >>> num >>> 42 >>> hi = "hello" >>> hi >>> hello 

Пользовательский ввод¶

Чтобы улучшить нашу программу, можно сделать так, чтобы в переменную сохранялось то значение, которое введёт пользователь.

Выглядеть это будет так:

name = input("Введите своё имя: ") print("Привет", name) 

name = input("Введите своё имя: ") — создаём переменную name и записываем в неё результат выполнения команды (функции) input , а в скобочках к команде () передаём то, какую строку вывести в консоль при запросе.

print("Привет", name) — вывести в консоль «Привет» вместе с name , вставив между ними пробел.

• Переменные нужны, чтобы запоминать фрагменты данных, используемых в программе.
• Использовать в имени переменной мы можем только латинские буквы, цифры, знак подчёркивания ( _ ) и имя должно начинаться с буквы.
• Python может динамически адаптировать те или иные переменные для нужного типа данных.

Числа и математика¶

Компьютеры очень хороши в математических операциях (сложение, вычитание и так далее). Ваш компьютер способен совершать более одного миллиарда (1’000’000’000, или тысячи миллионов) математических операций в секунду!

Язык Python дает нам доступ к этому мощному ресурсу математических вычислений, предоставляя для этого числа двух основных видов:

• Целые числа. Например, 1, 2, 42, 1234 и тд.
• Вещественные (дробные) числа. Например, 1.5, 3.1415, 2.67842356 и тд. Их ещё называют числа с плавающей точкой

Но чтобы от чисел было больше пользы, мы должны уметь ими совершать с ними операции. И здесь Python предоставляет нам множество возможностей!

Операторы¶

Оператор — это символ, или несколько символов — в отличие от имени переменной или функции (команды). Например, «+» умеет брать два числа слева и справа от себя(они называются операнды), складывать и подставлять вместо себя и операндов то, что получается.

Математические символы, такие как + (плюс) и − (минус), являются операторами, так как они оперируют (или выполняют вычисления) числами в уравнении. Когда мы говорим вслух «4 + 2», чтобы ввести это на калькуляторе, мы хотим сложить числа 4 и 2, чтобы получить их сумму, 6.

В языке Python используется большинство операторов, которыми вы пользуетесь на уроках математики, в том числе +, -, скобки () и другие, которые показаны в таблице ниже.

Задания¶

Ну, самое время попробовать это всё в деле! Далее будут задания, с помощью которых ты сможешь опробовать и закрепить полученные знания.

Processing¶

1. Напиши код, который объяснит Processing, как нарисовать дом с крышей, окном и дверью. Можешь добавить больше деталей: печную трубу, траву, облака — выбор не ограничен. Не забудь раскрасить! Чтобы было легче позиционировать объекты, используй переменные и операторы.
2. По желанию, можешь попробовать изобразить более сложные или перейти к другим заданиям.

Стандартный Python¶

Чепуха¶

Вместо того чтобы спрашивать имя пользователя, мы попросим ввести прилагательное, существительное и глагол прошедшего времени мужского рода единственного числа и сохраним введенные данные в трех разных переменных точно так же, как мы поступали с переменной name в исходной программе. Потом мы выведем на печать какое-нибудь предложение, например «Этот прилагательное существительное глагол на ленивую рыжую собаку».

Результат работы программы должен выглядеть примерно следующим образом:

>>> Введите прилагательное: умный Введите существительное: учитель Введите глагол прошедшего времени: чихнул Этот умный учительно чихнул на ленивую рыжую собаку. >>> 

Попробуй придумать ещё что-нибудь забавное 😉

И не забудь сохранить свою программу!

Новая чепуха!¶

Давайте сделаем нашу игру чуть более интересной.

1. Создай новый файл для кода, сохрани под тем именем, которое тебе больше понравится.
2. Добавьте строку, которая бы запрашивала ввод названия животного с предлогом «на».
3. Затем измени команду print() , убрав слово собаку и добавив переменную animal после предложения, взятого в кавычки (не забудь в команде print() добавить запятую перед новой переменной).

При желании вы можете изменить предложение еще сильнее. К примеру, Эта весёлая меловая доска рыгнула на ленивого коричневого геккона! , или что-нибудь еще более забавное!

И не забудь сохранить свою программу!

Пиццерия¶

Давайте представим, что мы не только программисты, но и владельцы нашей собственной пиццерии.

Чтобы нам было удобно расчитывать общую стоимость заказа, с учетом налога, напишем небольшую программу, которая подсчитает это.

Предположим, что у нас заказывают одну или несколько пицц одинаковой стоимости, а налог в нашей стране составляет 8% с общей стоимости покупки. То есть за каждый рубль, уплаченный за пиццу, мы должны заплатить восемь копеек налога с продаж. На словах мы можем смоделировать данную программу следующим образом:

1. Спросить человека, сколько пицц он желает заказать.
2. Запросить стоимость каждой пиццы, указанную в меню.
3. Подсчитать стоимость каждой пиццы как подытог.
4. Подсчитать начисляемый налог с продаж по ставке 8 процентов от подытога.
5. Добавить сумму налога с продаж к подытогу и получить итоговую стоимость.
6. Показать пользователю общую сумму к оплате, в том числе налог.

Рефлексия¶

А теперь, давай подумаем над тем, как прошло занятие, что ты узнал нового, какие были трудности и что можно было бы сделать лучше.

Переходи по ссылке и заполни форму - рефлексия.

© Copyright 2020, Kalashnikov Ivan Revision 17a143dc .

Built with Sphinx using a theme provided by Read the Docs.
Read the Docs v: latest

Versions latest Downloads pdf html epub On Read the Docs Project Home Builds Free document hosting provided by Read the Docs.

Что может Python сделать за секунду?

Все говорят, что Python медленный, но так ли это? Пройдите наш тест и узнаете, сколько всего этот язык способен сделать за секунду!

Порой можно услышать, что Python медленный в сравнении с определёнными языками. Мы не собираемся разводить дискуссии на тему сравнения языков, а хотим посмотреть на это с другой стороны. Когда-нибудь задумывались, сколько различных операций вы можете совершить в Python всего за 1 секунду? Пройдите наш тест и узнаете!

Примечание У всех разное железо, поэтому очевидно, что приведённые здесь результаты могут отличаться от ваших, если вы решите их проверить. Поэтому ваша задача — ошибиться менее, чем в 10 раз.

Тестируемый код написан на CPython версии 2.X. Замеры проводились на современном ноутбуке с быстрым SSD и интернет-подключением.