最佳化兩個簡單的巢狀迴圈

最佳化巢狀迴圈的方法通常取決於具體的情況，但有幾種常見的技巧可以嘗試。儘可能減少內部迴圈的迭代次數，這可以透過更有效的演算法或資料結構來實現。如果內部迴圈中使用的值在外部迴圈中已經計算過，可以嘗試在外部迴圈中計算並將結果儲存起來，避免重複計算。下面是一個簡單的示例，演示瞭如何透過最佳化來減少巢狀迴圈的計算量：

1、問題背景

在最佳化以下兩個巢狀迴圈時遇到了一些困難：

def 
startbars(
query_name, 
commodity_name):






    
global 
h_list


    
nc, 
s, 
h_list 
= [], {}, {}


    
query 
= 
""" SELECT wbcode, Year, """
+
query_name
+
""" 



                FROM innovotable WHERE commodity='"""
+
commodity_name
+
"""' and







                """
+
query_name
+
""" != 'NULL' """


    
rows 
= 
cursor.
execute(
query)


    
for 
row 
in 
rows:


        
n 
= 
float(
row[
2])


        
s[
str(
row[
0])
+
str(
row[
1])] 
= 
n


        
nc.
append(
n)


    
for 
iso 
in 
result:


        
try:


            
for 
an_year 
in 
xrange(
1961, 
2031, 
1):


                
skey 
= 
iso
+
str(
an_year)


                
h_list[
skey] 
= 
8.0 
/ 
max(
nc) 
* 
s[
skey]


        
except:


            
pass

希望找到一些最佳化思路來提高程式碼效率。

2、解決方案

最佳化建議：

1. 將內部迴圈從外部迴圈中分離出來。因為內部迴圈並不依賴於外部迴圈，因此可以將其提取出來，這將簡化程式碼結構並提高效率。

2. 將 max(nc) 移出迴圈。 max(nc) 在第一次迴圈後就是一個常量，因此可以將其移出迴圈以減少重複計算。

3. 重新組織資料結構。最佳化後的程式碼使用了一個字典 mapYearToWbcodeToField 來儲存資料，這使得查詢更加高效。同時使用了一個列表 nc 來儲存所有值的最大值，這樣就可以在一次迴圈中計算出 constant 。

以下是最佳化後的程式碼：

def 
startbars(
query_name, 
commodity_name):






    
assert 
query_name 
in 
INNOVOTABLE_FIELD_NAMES






    
## TODO: Replace with proper SQL query


    
query 
= 
""" SELECT wbcode, Year, """
+
query_name
+
""" 



             FROM innovotable WHERE commodity='"""
+
commodity_name
+
"""' and







             """
+
query_name
+
""" != 'NULL' """


    
rows 
= 
cursor.
execute(
query)






    
mapYearToWbcodeToField 
= {}


    
nc 
= []


    
global 
h_list


    
h_list 
= {}






    
for 
row 
in 
rows:


        
n 
= 
float(
row[
2])


        
wbCodeToField 
= 
mapYearToWbcodeToField.
setdefault(
int(
row[
1]),{})


        
wbCodeToField[
str(
row[
0])] 
= 
n


        
nc.
append(
n)






    
constant 
= 
8.0 
/ 
max(
nc)










    
for (
an_year,
wbCodeToField) 
in 
mapYearToWbcodeToField.
iteritems():


        
if 
an_year 
< 
1961 
or 
an_year 
> 
2031:


            
continue






        
for (
wbCode,
value) 
in 
wbCodeToField.
iteritems():


            
if 
wbCode 
not 
in 
result:


                
continue






            
skey 
= 
wbCode
+
str(
an_year)


            
h_list[
skey] 
= 
constant 
* 
value

或者，還可以將所有的檢查都移到第一個迴圈中：

def 
startbars(
query_name, 
commodity_name):






    
assert 
query_name 
in 
INNOVOTABLE_FIELD_NAMES






    
## TODO: Replace with proper SQL query


    
query 
= 
""" SELECT wbcode, Year, """
+
query_name
+
""" 



             FROM innovotable WHERE commodity='"""
+
commodity_name
+
"""' and







             """
+
query_name
+
""" != 'NULL' """


    
rows 
= 
cursor.
execute(
query)






    
data 
= []


    
maxField 
= 
None






    
for 
row 
in 
rows:


        
an_year 
= 
int(
row[
1])


        
if 
an_year 
< 
1961 
or 
an_year 
> 
2031:


            
continue






        
wbCode 
= 
str(
row[
0])


        
if 
wbCode 
not 
in 
result:


            
continue






        
n 
= 
float(
row[
2])






        
data.
append((
wbCode
+
str(
an_year),
n))


        
if 
maxField 
is 
None 
or 
n 
> 
maxField:


            
maxField 
= 
n






    
constant 
= 
8.0 
/ 
maxField






    
global 
h_list


    
h_list 
= {}






    
for (
skey,
n) 
in 
data:


        
h_list[
skey] 
= 
constant 
* 
n

在這個示例中，原始的巢狀迴圈遍歷了二維陣列中的所有元素，並將每個元素乘以2後新增到結果列表中。最佳化後的版本避免了使用 range(len(data)) 和 range(len(data[i])) 來遍歷索引，而是直接遍歷了二維陣列中的每個元素。這種最佳化減少了重複計算，並使程式碼更簡潔易讀。