在特定时间跨度内找到最大可能的数字？

Question

对于 Python 3，是否有可能在特定时间跨度内的函数中找到可能的最高计算数？ 例如，如果某件事几乎需要“永远”，有没有办法找出在 1 分钟内计算出的最大可能数字？

代码如下：

def fibonacci5(n):
f1, f2 = 1, 0               
while n > 0:
    f1, f2 = f1 + f2, f1     
    n -= 1
return f2

我正在尝试使用可能的解决方案来通过 timeit 查找需要 1 秒的数字。

repeats = 10
t = timeit.Timer("fibonacci5(500000)", globals=globals())
time = t.timeit(repeats)
print ("average execution time:", time/repeats)

但是 500.000 平均需要 2.6 秒，而 250.000 平均需要 0.6 秒 - 所以这个解决方案无法工作。

Answer 1

您可以在函数中添加一个计时器，使其在给定时间后停止：

from datetime import datetime, timedelta

max_runtime = timedelta(seconds=1)

def fibonacci5(n):

    stop_time = datetime.now() + max_runtime

    f1, f2 = 1, 0
    while n > 0:
        f1, f2 = f1 + f2, f1
        n -= 1
        if datetime.now() > stop_time:
            return f2, 'timelimit reached'
    return f2

请注意，如果它在时间用完时返回，它不仅会返回一个数字，还会返回一个包含数字和字符串'timelimit reached' 的元组。这样你就可以区分正常终止和超时（可能有更好的方法来处理......）。

这里需要注意的是if 行（至少只要您的ints 仍然非常小）可能是占用最多时间的函数行...结果将因此不能非常准确地代表实际的运行时间...

另请注意，有方法更有效的方法来计算斐波那契数。

Answer 2

如果我们像这样写斐波那契数列生成器

def fibonacci():
    a, b = 0, 1
    while True:
        yield b
        a, b = b, a + b

它看起来很幼稚，但运行速度足够快，例如如果您需要500000th 斐波那契数，我们可以使用itertools.islice

from itertools import islice

fibonacci_500000 = next(islice(fibonacci(), 500000, 500001))
print(fibonacci_500000)

在我的旧机器上花了大约 5 秒，输出太大而无法插入，但看起来像

47821988144175...more digits here...2756008390626

但如果您确实需要找出我们在一段时间后计算出的值 - 我们可以使用 timedelta 和 datetime 之类的对象

from datetime import datetime, timedelta


def fibonacci():
    a, b = 0, 1
    while True:
        yield b
        a, b = b, a + b


if __name__ == '__main__':
    duration = timedelta(seconds=5)
    fibonacci_numbers = fibonacci()
    stop = datetime.now() + duration
    for index, number in enumerate(fibonacci_numbers, start=1):
        if datetime.now() >= stop:
            break
    print(index)

这给了我们在大约 5 秒后计算出的505352th 斐波那契数（我们也可以打印 number，但它太长了）