在Python和Erlang中进行分析列表反转时的问题

编程问答 2022-08-16

问题描述

我正在对Erlang的lists:reverse内置函数（BIF）进行性能分析，以查看其随输入大小的扩展程度。更具体地说，我尝试过：

1> X = lists:seq(1,1000000).
[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29|...]

2> timer:tc(lists,reverse,[X]).
{57737,[1000000,999999,999998,999997,999996,999995,999994,999993,999992,999991,999990,999989,999988,999987,999986,999985,999984,999983,999982,999981,999980,999979,999978,999977,999976,999975,999974|...]}

3> timer:tc(lists,[X]).
{46896,999974|...]}

4> Y = lists:seq(1,10000000).
[1,29|...]

5> timer:tc(lists,[Y]).
{434079,[10000000,9999999,9999998,9999997,9999996,9999995,9999994,9999993,9999992,9999991,9999990,9999989,9999988,9999987,9999986,9999985,9999984,9999983,9999982,9999981,9999980,9999979,9999978,9999977,9999976,9999975,9999974|...]}

6> timer:tc(lists,[Y]).
{214173,9999974|...]}
好的，到目前为止，似乎反向BIF相对于输入在大约线性时间内缩放（例如，将输入的大小乘以10，并且所花费的时间也增加10倍）。在纯Erlang中这是有意义的，因为我们将使用诸如tail递归之类的东西来反转列表。我想即使是用C语言实现的BIF，用于反转的算法似乎列表也是一样的（也许是因为列表只是以Erlang表示的方式？）。

现在，我想将它与另一种语言进行比较-也许是我已经使用的另一种动态类型的语言。因此，我在Python中尝试了类似的事情-非常明确地注意使用实际列表而不是生成器，我预计该生成器会在此测试中对Python的性能产生积极影响，从而给它带来不公平的优势。

import time

ms_conv_factor = 10**6

def profile(func,*args):
    start = time.time()
    func(args)
    end = time.time()
    elapsed_seconds = end - start
    print(elapsed_seconds * ms_conv_factor,flush=True)

x = list([i for i in range(0,1000000)])
y = list([i for i in range(0,10000000)])
z = list([i for i in range(0,100000000)])

def f(m):
    return m[::-1]

def g(m):
    return reversed(m)

if __name__ == "__main__":
    print("All done loading the lists,starting now.",flush=True)
    print("f:")
    profile(f,x)
    profile(f,y)
    print("")
    profile(f,z)

    print("")

    print("g:")
    profile(g,x)
    profile(g,y)
    print("")
    profile(g,z)

这似乎表明函数加载并运行一次后，输入的长度没有变化，并且反转时间非常快-约0.7µs。

确切结果：

All done loading the lists,starting now.
f:
1.430511474609375
0.7152557373046875

0.7152557373046875
0.2384185791015625

0.476837158203125

g:
1.9073486328125
0.7152557373046875

0.2384185791015625
0.2384185791015625

0.476837158203125

我的第一个天真的猜测是python可能能够识别反向构造并创建诸如反向迭代器之类的东西并返回（Python可以正确使用引用？也许是在这里使用某种优化方法）。但是我认为该理论没有意义，因为原始列表和返回的列表并不相同（更改一个列表不应更改另一个列表）。

所以我的问题是：

  • 我的配置文件技术是否有缺陷？我编写测试时是否偏爱一种语言？
  • 在Erlang与Python中实现列表及其反向操作有何不同，从而使这种情况（Python的运行速度更快）成为可能？

（感谢您的时间）

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