如何提高隨機算法的效率

Question

我寫了一段代碼來模擬矩陣中的二進制數字流。 它工作得非常好，每當我運行此代碼時，人們都會問我是否在破解某些東西。 在MacOS 10.12.3上運行。

#!/usr/local/bin/python3.6
import random
import time

while True:
    for j in range(204): #my full screen terminal is 204 characters wide
        print(random.randint(0,1),end='')
        time.sleep(0.0001)
    print('')

但是，此代碼效率很低，並且會消耗大量電池。 那么，是否有任何方法可以使此代碼更節能？ 另外，我不想為硬盤驅動器提供大量I / O。

Answer 1

有幾種方法可以改進它。 一種方法是以編程方式獲取端子寬度：

import shutil

terminal_width = shutil.get_terminal_size().columns

另一種方法是一次性生成隨機數字。 這是兩種不同方法的比較：

In [52]: %timeit ''.join([str(random.randint(0, 1)) for i in range(terminal_width)])
1000 loops, best of 3: 380 µs per loop

In [53]: N = 2**terminal_width - 1

In [54]: %timeit bin(random.randint(0, N))[2:].zfill(terminal_width)
100000 loops, best of 3: 3.05 µs per loop

結合兩者，您將獲得：

import time
import shutil
import random

terminal_width = shutil.get_terminal_size().columns
N = 2**terminal_width - 1

while True:
    digits = bin(random.randint(0, N))[2:].zfill(terminal_width)

    print(digits)
    time.sleep(1/60)

請注意，終端滾動可能是腳本中的限制因素，因此您可能需要考慮使用curses界面並將其全部繪制在適當位置。 這是帶有curses模塊的原始效果的示例項目 。

Answer 2

考慮一下您的幀速率，然后如@sascha所說，生成整個行。

另外，您可能只生成500條隨機行並重復它們，從而節省了對random的調用。

所以：

1. 創建一個由500個隨機字符串組成的數組，但是寬度為多個字符。

2. 編寫循環以僅打印整個字符串。

3. 將睡眠時間更改為更現實的時間。 大多數視頻游戲的目標是60fps，而不必擔心降至30fps。 對於這樣的事情，您可能可以擺脫16-20fps的麻煩。 那么，以秒為單位的速度有多快？

   您現有的0.0001秒的延遲時間乘以204個字符，得出的結果是每行0.0204秒。 大概是每秒50行。 放慢到每秒30行，您可能不會注意到太大的差異，但是您會睡得更長的時間。