在 Python 中优化列表创建答案

【问题标题】：Optimising list creation in Python在 Python 中优化列表创建
【发布时间】：2016-03-29 10:02:28
【问题描述】：

我正在使用创建列表

sum_range=list(2**x for x in range(start_range,end_range+1))

这里 start_range 和 end_range 取从 0 到大约 400 万的较大值。

这行代码似乎是瓶颈。最终我想要列表 sum_range 中所有数字的总和。可能有更好的方法来做到这一点？

所需时间：-

start_range=188640 end_range=197280

代码在我的系统上运行大约需要 6 秒。

【问题讨论】：

如果您使用的是 Python 2，请使用 xrange，它使用惰性求值。
@idjaw：考虑到2**x 的巨大程度，NumPy 帮不上忙。
您要生成 2^4000000？仅运行 2**(4 * 10**6) 就足以让我的 Python 提示符冻结 30 秒，你确定这是你需要做的吗？
@idjaw 我只是尝试使用 xrange，并没有进行太多优化。我认为这与大数字有关。
2**k 从 0 到 n 的总和等于 2**(n+1)-1。

标签： python list python-2.7 optimization

【解决方案1】：

2**n 的总和是代数已知的。对于 n=0 到 m，它是：2**(m+1)-1。因此，如果您想从 a 到 b（包括）了解它，请使用 2**(b+1) - 2**(a+1) + 2**a。查找一般情况的几何级数。

【讨论】：

抱歉，没有看到 Serge 的评论。

【解决方案2】：

尝试使用"<<"操作符代替"**"，也可以大大节省从4.0~5.0 seconds到0.07~0.33 seconds的计算时间。

import datetime

t_start_1 = datetime.datetime.utcnow()
sum_range_1 = list(1<<x for x in range(188640,197280))
t_end_1 = datetime.datetime.utcnow()
print "using '<<' cost: " + str(t_end_1 - t_start_1) + "seconds"

t_start_2 = datetime.datetime.utcnow()
sum_range_2 = list(2**x for x in range(188640,197280))
t_end_2 = datetime.datetime.utcnow()
print "using '**' cost: " + str(t_end_2 - t_start_2) + "seconds"

输出：

using '<<' cost: 0:00:00.327000 seconds
using '**' cost: 0:00:04.990000 seconds

【讨论】：

很好的解决方案。我已经结合了公式和您的解决方案。使用过去的公式进行 1000 次迭代需要 30 秒。使用公式进行 1000 次迭代，