Python交换元素

Question

我知道至少有这两种方法：

array[i], array[j] = array[j], array[i]

和：

temp = array[i]
array[i] = array[j]
array[j] = temp

在我对调用交换函数数十万次的代码的测试中，第二种方法实际上更快。

问题是，我想知道是否有更快的方法。

我想过在外部范围内分配 temp 以便不必在每次调用交换时都分配它，但这没有帮助。

编辑：我正在使用它来实现一个包含数万个堆中元素的最小堆。

另外，我不能使用 numpy。 如果python中的数组类似于链表，那么使用以索引号作为键的字典来模拟真正的数组会更好吗？

Answer 1

在较低级别，交换元素的两种方式之间的唯一区别在于

array[i], array[j] = array[j], array[i]

执行ROT_TWO以交换最顶部的两个堆栈项，而

temp = array[i]
array[i] = array[j]
array[j] = temp

使用临时变量来存储中间结果。
这不会导致任何显着差异，并且这两种方法在性能方面应该几乎相同，即使一些小的差异可能取决于操作系统。 例如，对于我的系统，第一种方法快 1.5%。

Answer 2

所以下面假设数组是一个python List ，它在内存中就像一个链表（不是一个数组，因为它通常在例如'C'中使用）

此外，您不能为变量预先分配空间（就像您尝试使用temp ），因为 Python 中的每个变量都只是对内存地址的引用，因此每次执行temp = array[i] temp 都会分配给array[i]的引用（它已经在内存中，因为它已经在array 。

您可以尝试使用list(reversed([array]))或array[::-1]来反转列表，无论您觉得哪个更易读。

如果你实际上有一个数组（假设这里是numpy ；这更像是一个“C”数组），你可以这样做

swapped_array = array[:, [1, 0]]  # Reads as 'Select all rows (:) of column 1 and then column 0 

这应该是即时的，因为 numpy 不会移动内存中的元素，而只是将第 1 列“分配”到第 0 列，反之亦然。

Answer 3

刚刚看到您在问题中添加了“实现最小堆”。 您可以通过将“当前筛选”值保留在一个额外的变量中而不是在列表中来使其更快一点。

交换两个列表元素：

> python -m timeit -s "a = [1, 2]; i = 0; j = 1" "a[i], a[j] = a[j], a[i]"
2000000 loops, best of 5: 169 nsec per loop

用外部变量交换列表元素：

> python -m timeit -s "x = 1; a = [1, 2]; j = 1" "x, a[j] = a[j], x"
5000000 loops, best of 5: 101 nsec per loop

如果“当前筛选”值保持不变，您甚至可能根本不需要交换：

> python -m timeit -s "a = [1, 2]; i = 0; j = 1" "a[i] = a[j]"
5000000 loops, best of 5: 91.3 nsec per loop

但是，这取决于您的代码，我们仍然看不到。