Python嵌套循环速度问题

Question

我目前正在开发一个程序来测试理想的角度值来构建某些东西。现在我被困在一个嵌套循环中，我将附在下面。虽然理想情况下它将每个 'a' 计数为 9000，但如果值设置如下，则几乎需要永远。有没有办法加快这个嵌套循环？或者我可以以某种方式为 python 分配更多资源吗？

for a1 in  xrange(15, 91):
    for a2 in xrange(15, 91):
        for a3 in xrange(15, 91):
            for a4 in xrange(15, 91):
                for a5 in xrange(15, 91):
                    for ite in xrange(1, 1000):
                        ok = mathmatvec(a1, a2, a3, a4, a5, ite) 
                        if ok == 1:
                                v[0] = a1
                                v[1] = a2
                                .
                                .

Answer 1

itertools.product() 函数将大大加快嵌套的 for 循环。

也就是说，运行时间很可能取决于对 mathmatvec() 的调用总数。

Answer 2

您可以尝试将 for 循环转换为 while 循环，因为后者不会创建任何迭代器，所以应该更快。所以而不是：

for a1 in xrange(15, 91):

写：

a1 = 15
while a1 < 91:
    ...
    a1 += 1

或者尝试使用PyPy。

Answer 3

解决方案：使用不同的算法。

现在，您执行最内层循环 999*(76**5) == 2,532,989,850,624 次。这可能太多了，除非最里面的循环计算是微不足道的。

你说你想“测试理想的角度值来构建一些东西”。如果您可以形式化“理想”的含义，您可以使用优化算法将您想要的内容归零。如果您向我们提供有关您正在搜索的内容的更多详细信息，我们可能会告诉您更好的 Python 例程或算法。

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如果我理解正确，mathmatvec() 只取值 0 和 1，并且您想为 15 <= a1 <= 90 等找到 a1,a2,a3,a4 的值，为 1 <= ite <= 999 找到 ite 的值，这使得 mathmatvec(a1, a2, a3, a4, ite) 等于1 并且ite 尽可能小。

您可以使用该函数将其变成一个多维最小化问题

def func(a1, a2, a3, a4, ite):
    return ite - 1000 * mathmatvec(a1, a2, a3, a4, ite)

然后func()为mathmatvec() == 0返回一个正数，为mathmatvec() == 1返回一个负数，当ite最小化时，负值最小化。

根据您的函数mathmatvec() 的“平滑”程度、连接程度及其适应度，scipy.optimize 中的最小化例程之一可能会很好地解决您的问题。 scipy.optimize.differential_evolution() function 看起来特别有趣。