Python 板


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和上篇一样,这篇是把计算圆周率π的程式照样修改, 执行速度也快了两倍多, 原本十亿位需要 1 小时 28 分钟,缩短到 40 分钟 速度变快的关键主要出在三处: 1. mpfr.div() 原本写错了,应该要把整数的 mpz 转成浮点数 mpfr 再除比较快, 我却写错了,直接拿 mpz 去除,不知为何这样会让运算速度变得超级慢。 2. 写档时 write_string() 里面有做排版,而这个排版的回圈是一个字元一个字元 处理,速度非常的慢,我改成一次处理 50 个字元一行,速度就快了 50 倍。 3. 进度条处理得不好,不需更新进度时应该尽快 return,我却做了多余的 数学运算,多做一次当然没什麽,多做七千万次就有影响效能了。 这个 Divide and Conquer 的写法很适合 multi-processing, 以及进度条可以改用 tqdm module,这些建议都不错, 不过请体谅我才刚学 Python 没几天,需要点时间消化 (汗) 这次程式码也放在 https://ideone.com/6YO1zU 方便大家复制贴上 #!/usr/bin/env python3 # # pi.py - Calculate Pi # import sys import time import math import gmpy2 from gmpy2 import mpfr from gmpy2 import mpz # # Global Variables # count = 0 total = 0 grad = 0 step = 0 # # Show Progress # def progress_init(max): global count, total, grad, step total = max count = 0 step = int(total / 1000) grad = int(step / 2) def progress(): global count, total, grad, step if (count > grad): grad += step g = int(math.floor(72.5*count/total+0.5)) p = int(math.floor(1000.5*count/total+0.5)) msg = "H" * g + "-" * (72-g) + " " + str(p/10) + "%\r" if (grad > total): msg += "\n" print(msg, sep="", end="", flush=True) # # Write digit string # def write_string(digit_string): fd = open("pi-py.txt", mode="w") fd.write(" pi = ") fd.write(digit_string[0]) fd.write(".") for c in range(1, len(digit_string), 50): if (c != 1): fd.write("\t") fd.write(digit_string[c:c+50]) if ((c % 1000) == 951): fd.write(" << ") fd.write(str(c+49)) fd.write("\r\n") elif ((c % 500) == 451): fd.write(" <\r\n") else: fd.write("\r\n") # Final new-line fd.write("\r\n") fd.close() # # Recursive funcion. # def s(a, b, max): global count m = math.ceil((a + b) / 2) if (b - a == 1): if (a == 0): r = 120 # 6! q = mpz(640320**3) p = gmpy2.sub( gmpy2.mul(q, 13591409), gmpy2.mul(r, 13591409+545140134) ) else: r = mpz(8 * (a*6+1) * (a*6+3) * (a*6+5)) q = mpz((b*640320)**3) if ((b%2) == 0): p = gmpy2.mul(mpz(13591409 + b*545140134), r) else: p = gmpy2.mul(mpz(-13591409 - b*545140134), r) else: p1, q1, r1 = s(a, m, max) p2, q2, r2 = s(m, b, max) # Merge p = gmpy2.add( gmpy2.mul(p1, q2), gmpy2.mul(p2, r1) ) q = gmpy2.mul(q1, q2) if (b != max): r = gmpy2.mul(r1, r2) else: r = 0 count += 1 progress() return p, q, r # # Calculate e # def calc_pi(digits): global total d = digits+1 n_terms = math.ceil(d*math.log(10)/(3*math.log(53360))) precision = math.ceil(d * math.log2(10)) + 4 print("d = ", d, ", n = ", n_terms, ", precision = ", precision, sep="") print("gmpy2 version:", gmpy2.version()) print("MP version:", gmpy2.mp_version()) print("MPFR version:", gmpy2.mpfr_version()) max_precision = gmpy2.get_max_precision() print("max_precision =", max_precision) max_emax = gmpy2.get_emax_max() print("max_emax =", max_emax) if (max_precision < precision): print("Error! Max precision is too small! Program terminated.") return gmpy2.get_context().precision = precision gmpy2.get_context().emax = max_emax print("Real precision = ", gmpy2.get_context().precision) progress_init(n_terms * 2 - 1) # Initialize progress bar # Recursion start_time = time.monotonic_ns() p, q, r = s(0, n_terms, n_terms) end_time = time.monotonic_ns() elapsed = (end_time - start_time) / 1000000000 print("Recursion:", elapsed, "seconds.") start_time = time.monotonic_ns() q = gmpy2.mul(q, 426880) end_time = time.monotonic_ns() elapsed = (end_time - start_time) / 1000000000 print("Multiply by 426880:", elapsed, "seconds.") start_time = time.monotonic_ns() pf = mpfr(p) qf = mpfr(q) ef = gmpy2.div(qf, pf) end_time = time.monotonic_ns() elapsed = (end_time - start_time) / 1000000000 print("Grand Division:", elapsed, "seconds.") start_time = time.monotonic_ns() ef = gmpy2.mul(ef, gmpy2.sqrt(10005)) end_time = time.monotonic_ns() elapsed = (end_time - start_time) / 1000000000 print("Multiply by sqrt(10005):", elapsed, "seconds.") # Convert to decimal digits start_time = time.monotonic_ns() estr, exp, prec = mpfr.digits(ef) estr = estr[0:d] end_time = time.monotonic_ns() elapsed = (end_time - start_time) / 1000000000 print("Convert to decimal digits:", elapsed, "seconds.") # Write to file start_time = time.monotonic_ns() write_string(estr) end_time = time.monotonic_ns() elapsed = (end_time - start_time) / 1000000000 print("Write to file:", elapsed, "seconds.") # # main program # if __name__ == '__main__': argc = len(sys.argv) if (argc >= 2): digits = int(sys.argv[1]) else: digits = 100000 calc_pi(digits) # End of pi.py -- 桃乐丝: 可是, 如果你没有头脑, 为什麽会说话? 稻草人: ㄝ, 我也不知... 但是有些人没有头脑也能说超~多话呢。 --



※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc), 来自: 118.165.64.143 (台湾)
※ 文章网址: https://webptt.com/cn.aspx?n=bbs/Python/M.1614281244.A.F7F.html
1F:推 idletime: 榨效能专用 03/06 23:06
虽说有听人讲过,用 Python 就不要太期待效能, 但这不妨碍我继续追求更高的执行速度 最终能和 C 语言版差不多快也是始料未及...... ※ 编辑: Schottky (118.166.39.82 台湾), 03/07/2021 09:16:36







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