在 Python 列表中查找最大化/最小化函数的所有元素的最快方法

Question

让我们使用一个简单的例子：假设我有一个列表列表

ll = [[1, 2], [1, 3], [2, 3], [1, 2, 3], [2, 3, 4]]

我想找到所有最长的列表，这意味着最大化len函数的所有列表。 我们当然可以

def func(x):
    return len(x)
maxlen = func(max(ll, key=lambda x: func(x)))
res = [l for l in ll if func(l) == maxlen]
print(res)

输出

[[1, 2, 3], [2, 3, 4]]

但是我想知道是否有更有效的方法来做到这一点，尤其是当功能非常昂贵或列表很长时。 有什么建议？

Answer 1

从计算机科学/算法的角度来看，这是一个非常经典的“归约”问题。

所以，伪代码。 老实说，这是非常简单的。

metric():= a mapping from elements to non-negative numbers

winner = []
maxmetric = 0

for element in ll:
  if metric(element) larger than maxmetric:
    winner = [ element ]
    maxmetric = metric(element)
  else if metric(element) equal to maxmetric:
    append element to winner

Answer 2

当功能非常昂贵时

请注意，您为每个元素计算func(x)两次，首先是

maxlen = func(max(ll, key=lambda x: func(x)))

然后在那里

res = [l for l in ll if func(l) == maxlen]

因此存储已经计算的内容将是有益的。 functools.lru_cache允许轻松替换

def func(x):
    return len(x)

使用

import functools
@functools.lru_cache(maxsize=None)
def func(x):
    return len(x)

但是，请注意，由于数据的存储方式，参数必须是可散列的，因此在您的示例中，您首先需要将列表转换为tuple s ie

ll = [(1, 2), (1, 3), (2, 3), (1, 2, 3), (2, 3, 4)]

请参阅文档中的说明以进行进一步讨论

Answer 3

不可以使用如下dictionary ， （这是O(n) ）

ll = [[1, 2], [1, 3], [2, 3], [1, 2, 3], [2, 3, 4]]

from collections import defaultdict
dct = defaultdict(list)

for l in ll:
    dct[len(l)].append(l)
    
dct[max(dct)]

输出：

[[1, 2, 3], [2, 3, 4]]


>>> dct
defaultdict(list, {2: [[1, 2], [1, 3], [2, 3]], 3: [[1, 2, 3], [2, 3, 4]]})

或者使用setdefault而没有defaultdict如下所示：

ll = [[1, 2], [1, 3], [2, 3], [1, 2, 3], [2, 3, 4]]

dct = {}
for l in ll:
    dct.setdefault(len(l), []).append(l)

输出：

>>> dct
{2: [[1, 2], [1, 3], [2, 3]], 3: [[1, 2, 3], [2, 3, 4]]}