快捷導(dǎo)航

使用Python集合顯著優(yōu)化算法性能的實戰(zhàn)案例

更新時間：2023年06月16日 08:47:59 作者：郝學勝

掌握?Python?中的?set?數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本功，今天我們從一個實戰(zhàn)案例出發(fā)，探討如何利用Python集合顯著優(yōu)化算法性能，感興趣的同學跟著小編一起來探討吧

一、前言

集合是一種無序的、不包含重復(fù)元素的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在實際工程開發(fā)中，有時會遇到一些問題，針對這些問題，使用集合能夠更高效地解決。例如，在工程項目中需要判斷用戶是否重復(fù)購買了某個產(chǎn)品，這時候我們可以選擇使用集合來判斷，因為集合中的元素不能重復(fù)。

本文將通過一個去重示例來說明如何充分發(fā)揮集合的特性來優(yōu)化程序性能。

二、實戰(zhàn)案例

假如我們的系統(tǒng)中有一批訂單數(shù)據(jù)，每個訂單中記錄了用戶ID和購買的商品ID，我們需要對這些訂單去重，并統(tǒng)計每個用戶購買的商品數(shù)量。

1. 題目分析

輸入：訂單列表，[{"user_id": 1, "product_id": 1}, {"user_id": 1, "product_id": 2}, ...]

輸出：字典，{1: [1, 2], 2: [2, 3, 4], ...}

2. 常規(guī)解法

在考慮使用集合基本特性之前，最直觀的解決方法如下：

def count_purchases(orders):
    result = {}
    for order in orders:
        user_id = order["user_id"]
        product_id = order["product_id"]
        # 初始化用戶商品列表
        if user_id not in result:
            result[user_id] = []
        # 判斷商品是否已存在，避免重復(fù)
        if product_id not in result[user_id]:
            result[user_id].append(product_id)
    return result

這個解法的時間復(fù)雜度為 O(n * m)，其中 n 表示訂單數(shù)量，m 表示每個用戶購買的商品數(shù)量。

3. 優(yōu)化解法

現(xiàn)在，我們利用集合不重復(fù)的特性來優(yōu)化這個算法。我們只需要將 result[user_id] 改為集合類型，就可以避免重復(fù)元素的插入。

優(yōu)化后的代碼如下：

def count_purchases(orders):
    result = {}
    for order in orders:
        user_id = order["user_id"]
        product_id = order["product_id"]
        # 初始化用戶商品集合
        if user_id not in result:
            result[user_id] = set()
        result[user_id].add(product_id)
    return result