Lesson_4

task_1.py

@@ -0,0 +1,30 @@
+"""
+Задание 1.
+Приведен код, который позволяет сохранить в
+массиве индексы четных элементов другого массива
+Сделайте замеры времени выполнения кода с помощью модуля timeit
+Попробуйте оптимизировать код, чтобы снизить время выполнения
+Проведите повторные замеры
+Добавьте аналитику: что вы сделали и почему
+"""
+import timeit
+
+
+def func_1(nums = range(10000)):
+    new_arr = []
+    for i in range(len(nums)):
+        if nums[i] % 2 == 0:
+            new_arr.append(i)
+    return new_arr
+
+def func_2(nums = range(10000)):
+    return [i for i in range(len(nums)) if nums[i] % 2 == 0]
+
+
+
+print(timeit.timeit("func_1()", setup="from __main__ import func_1", number=1000))
+
+print(timeit.timeit("func_2()", setup="from __main__ import func_2", number=1000))
+
+
+#  func_2() выполняется быстрее. Наверное потому, что генераторные выражения оптимизируются на уровне С-кода, на котором написан Python

task_2.py

@@ -0,0 +1,49 @@
+"""
+Задание 2.
+
+Приведен код, который формирует из введенного числа
+обратное по порядку входящих в него цифр.
+Задача решена через рекурсию
+
+Сделайте замеры времени выполнения кода с помощью модуля timeit
+
+Попробуйте оптимизировать код, чтобы снизить время выполнения
+Проведите повторные замеры
+
+Подсказка: примените мемоизацию
+
+Добавьте аналитику: что вы сделали и почему
+"""
+
+import timeit
+
+def memorize(func):
+    def g(n, memory={}):
+        r = memory.get(n)
+        if r is None:
+            r = func(n)
+            memory[n] = r
+        return r
+    return g
+
+
+def recursive_reverse(number):
+    if number == 0:
+        return str(number % 10)
+    return f'{str(number % 10)}{recursive_reverse(number // 10)}'
+
+@memorize
+def recursive_reverse_mem(number):
+    if number == 0:
+        return str(number % 10)
+    return f'{str(number % 10)}{recursive_reverse(number // 10)}'
+
+
+number = 100
+print(timeit.timeit("recursive_reverse(number)", setup="from __main__ import recursive_reverse, number", number=1000))
+print(timeit.timeit("recursive_reverse_mem(number)", setup="from __main__ import recursive_reverse_mem, number", number=1000))
+
+"""
+0.0011725
+0.0001552999999999971 - При использовании меморизации выполняется на порядок быстрее из-за сохранения части результатов.
+"""

task_3.py

@@ -0,0 +1,69 @@
+"""
+Задание 3.
+
+Приведен код, формирующий из введенного числа
+обратное по порядку входящих в него
+цифр и вывести на экран.
+
+Сделайте профилировку каждого алгоритма через cProfile и через timeit
+
+Сделайте вывод, какая из трех реализаций эффективнее и почему
+"""
+import timeit
+import cProfile
+
+def revers(enter_num, revers_num=0):
+    if enter_num == 0:
+        return
+    else:
+        num = enter_num % 10
+        revers_num = (revers_num + num / 10) * 10
+        enter_num //= 10
+        revers(enter_num, revers_num)
+
+
+def revers_2(enter_num, revers_num=0):
+    while enter_num != 0:
+        num = enter_num % 10
+        revers_num = (revers_num + num / 10) * 10
+        enter_num //= 10
+    return revers_num
+
+
+def revers_3(enter_num):
+    enter_num = str(enter_num)
+    revers_num = enter_num[::-1]
+    return revers_num
+
+enter_num = 1000
+print(timeit.timeit("revers(enter_num)", setup="from __main__ import revers, enter_num", number=1000))
+print(timeit.timeit("revers_2(enter_num)", setup="from __main__ import revers_2, enter_num", number=1000))
+print(timeit.timeit("revers_3(enter_num)", setup="from __main__ import revers_3, enter_num", number=1000))
+"""
+0.0009411999999999962
+0.0006379999999999997
+0.00040070000000000383 Наиболее быстрая реализация, поскоьку использует индексный доступ к массиву и не выполняет никаких математических вычислений или рекурсии
+"""
+
+
+def main():
+    enter_num = 123456789123456789
+    print(revers(enter_num))
+    print(revers_2(enter_num))
+    print(revers_3(enter_num))
+
+cProfile.run('main()')
+# Время выполнения модулей очень маленькое и на пофилировании его не видно
+"""
+   Ordered by: standard name
+
+   ncalls  tottime  percall  cumtime  percall filename:lineno(function)
+        1    0.000    0.000    0.001    0.001 <string>:1(<module>)
+     19/1    0.000    0.000    0.000    0.000 task_3.py:15(revers)
+        1    0.000    0.000    0.000    0.000 task_3.py:25(revers_2)
+        1    0.000    0.000    0.000    0.000 task_3.py:33(revers_3)
+        1    0.000    0.000    0.001    0.001 task_3.py:49(main)
+        1    0.000    0.000    0.001    0.001 {built-in method builtins.exec}
+        3    0.001    0.000    0.001    0.000 {built-in method builtins.print}
+        1    0.000    0.000    0.000    0.000 {method 'disable' of '_lsprof.Profiler' objects}
+"""        

task_4.py

@@ -0,0 +1,56 @@
+"""
+Задание 4.
+Приведены два алгоритма. В них определяется число,
+которое встречается в массиве чаще всего.
+Сделайте профилировку каждого алгоритма через timeit
+Попытайтесь написать третью версию, которая будет самой быстрой.
+Сделайте замеры и опишите, получилось ли у вас ускорить задачу.
+"""
+import timeit
+
+array = [1, 3, 1, 3, 4, 5, 1, 9, 9, 9, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 8, 8, 8]
+
+
+def func_1():
+    m = 0
+    num = 0
+    for i in array:
+        count = array.count(i)
+        if count > m:
+            m = count
+            num = i
+    return f'Чаще всего встречается число {num}, ' \
+           f'оно появилось в массиве {m} раз(а)'
+
+
+def func_2():
+    new_array = []
+    for el in array:
+        count2 = array.count(el)
+        new_array.append(count2)
+
+    max_2 = max(new_array)
+    elem = array[new_array.index(max_2)]
+    return f'Чаще всего встречается число {elem}, ' \
+           f'оно появилось в массиве {max_2} раз(а)'
+
+def func_3():
+    new_array = sorted(array)
+    return f'Чаще всего встречается число {new_array[0]}, ' \
+           f'оно появилось в массиве {new_array.count(new_array[0])} раз(а)'
+
+
+print(func_1())
+print(func_2())
+print(func_3())
+
+
+print(timeit.timeit("func_1()", setup="from __main__ import func_1", number=1000))
+print(timeit.timeit("func_2()", setup="from __main__ import func_2", number=1000))
+print(timeit.timeit("func_3()", setup="from __main__ import func_3", number=1000))
+
+"""
+0.004593599999999996
+0.006162799999999996
+0.001634499999999997 Я так понимаю, что функция sorted() реазизована на уровне С-кода и поэтому этот метод получился самым быстрым
+"""

task_5.py

@@ -0,0 +1,82 @@
+"""
+Задание 5.*
+Приведен наивный алгоритм нахождения i-го по счёту
+простого числа (через перебор делителей).
+
+Попробуйте решить эту же задачу,
+применив алгоритм "Решето эратосфена" (https://younglinux.info/algorithm/sieve)
+
+Подсказка:
+Сравните алгоритмы по времени на разных порядковых номерах чисел:
+10, 100, 1000
+Опишите результаты, сделайте выводы, где и какой алгоритм эффективнее
+Подумайте и по возможности определите сложность каждого алгоритма
+"""
+import timeit
+n = int(input('Введите порядковый номер искомого простого числа: '))
+
+def simple(i):
+    """Без использования «Решета Эратосфена»"""
+    result = []
+    count = 1
+    n = 2
+    while count <= i:
+        t = 1
+        is_simple = True
+        while t <= n:
+            if n % t == 0 and t != 1 and t != n:
+                is_simple = False
+                break
+            t += 1
+        if is_simple:
+            if count == i:
+                break
+            result.append(n)
+            if n >= i :
+                break 
+            count += 1
+        n += 1
+    return result
+
+
+
+def sieve_eratosthenes(n):
+    a = [0] * n
+    for i in range(n):
+        a[i] = i
+    a[1] = 0
+    m = 2
+    while m < n:
+        if a[m] != 0:
+            j = m * 2
+            while j < n:
+                a[j] = 0 
+                j = j + m
+        m += 1
+    result = []
+    for i in a:
+        if a[i] != 0:
+            result.append(a[i])
+    return result        
+
+
+# Мне пришлось модифицировать ваш алгоритм, что бы он выдавал массив, как и в алгоритме "Решето эратосфена" (https://younglinux.info/algorithm/sieve)
+
+print (f'n = {n}')
+print(timeit.timeit("simple(n)", setup="from __main__ import simple, n", number=1000))
+print(timeit.timeit("sieve_eratosthenes(n)", setup="from __main__ import sieve_eratosthenes, n", number=1000))
+"""
+n = 100
+0.10930440000000097
+0.024956300000001264
+
+n = 1000
+6.2776698
+0.32272060000000025
+
+n = 10000
+498.0393276
+3.393460300000015
+"""
+# Время растет нелинейно
+