我最近在面试时遇到的一个问题是:
Write a data structure that supports two operations.
1. Adding a number to the structure.
2. Calculating the median.
The operations to add a number and calculate the median must have a minimum time complexity.
我的实现非常简单,基本上保持元素排序,这样添加一个元素的成本是 O(log(n)) 而不是 O(1),但中位数是 O(1) 而不是 O(n*log (n))
我还添加了一个简单的实现,但包含 numpy 数组中的元素:
import numpy as np
import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt
from random import randint, random
import math
from time import time
class MedianList():
def __init__(self, initial_values = []):
self.values = sorted(initial_values)
self.size = len(initial_values)
def add_element(self, element):
index = self.find_pos(self.values, element)
self.values = self.values[:index] + [element] + self.values[index:]
self.size += 1
def find_pos(self, values, element):
if len(values) == 0: return 0
index = int(len(values)/2)
if element > values[index]:
return self.find_pos(values[index+1:], element) + index + 1
if element < values[index]:
return self.find_pos(values[:index], element)
if element == values[index]: return index
def median(self):
if self.size == 0: return np.nan
split = math.floor(self.size/2)
if self.size % 2 == 1:
return self.values[split]
try:
return (self.values[split] + self.values[split-1])/2
except:
print(self.values, self.size, split)
class NaiveMedianList():
def __init__(self, initial_values = []):
self.values = sorted(initial_values)
def add_element(self, element):
self.values.append(element)
def median(self):
split = math.floor(len(self.values)/2)
sorted_values = sorted(self.values)
if len(self.values) % 2 == 1:
return sorted_values[split]
return (sorted_values[split] + sorted_values[split-1])/2
class NumpyMedianList():
def __init__(self, initial_values = []):
self.values = np.array(initial_values)
def add_element(self, element):
self.values = np.append(self.values, element)
def median(self):
return np.median(self.values)
def time_performance(median_list, total_elements = 10**5):
elements = [randint(0, 100) for _ in range(total_elements)]
times = []
start = time()
for element in elements:
median_list.add_element(element)
median_list.median()
times.append(time() - start)
return times
ml_times = time_performance(MedianList())
nl_times = time_performance(NaiveMedianList())
npl_times = time_performance(NumpyMedianList())
times = pd.DataFrame()
times['MedianList'] = ml_times
times['NaiveMedianList'] = nl_times
times['NumpyMedianList'] = npl_times
times.plot()
plt.show()
对于 10^5 个元素,朴素的 numpy 实现实际上更快:
我的问题是: 怎么来的?即使 numpy 快一个常数因子,如果它们不保留数组的排序版本,它们的中值函数如何缩放得如此好?
最佳答案
我们可以检查 Numpy 源代码中的median ( source ):
def median(a, axis=None, out=None, overwrite_input=False, keepdims=False):
...
if overwrite_input:
if axis is None:
part = a.ravel()
part.partition(kth)
else:
a.partition(kth, axis=axis)
part = a
else:
part = partition(a, kth, axis=axis)
...
关键函数是partition,来自docs , 使用 introselect .正如@zython 评论的那样,这是 Quickselect 的变体。 ,这提供了关键的性能提升。
关于python - 为什么 numpy.median 规模如此之大?,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/50899486/
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我主要使用Ruby来执行此操作,但到目前为止我的攻击计划如下:使用gemsrdf、rdf-rdfa和rdf-microdata或mida来解析给定任何URI的数据。我认为最好映射到像schema.org这样的统一模式,例如使用这个yaml文件,它试图描述数据词汇表和opengraph到schema.org之间的转换:#SchemaXtoschema.orgconversion#data-vocabularyDV:name:namestreet-address:streetAddressregion:addressRegionlocality:addressLocalityphoto:i
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它不等于主线程的binding,这个toplevel作用域是什么?此作用域与主线程中的binding有何不同?>ruby-e'putsTOPLEVEL_BINDING===binding'false 最佳答案 事实是,TOPLEVEL_BINDING始终引用Binding的预定义全局实例,而Kernel#binding创建的新实例>Binding每次封装当前执行上下文。在顶层,它们都包含相同的绑定(bind),但它们不是同一个对象,您无法使用==或===测试它们的绑定(bind)相等性。putsTOPLEVEL_BINDINGput
我可以得到Infinity和NaNn=9.0/0#=>Infinityn.class#=>Floatm=0/0.0#=>NaNm.class#=>Float但是当我想直接访问Infinity或NaN时:Infinity#=>uninitializedconstantInfinity(NameError)NaN#=>uninitializedconstantNaN(NameError)什么是Infinity和NaN?它们是对象、关键字还是其他东西? 最佳答案 您看到打印为Infinity和NaN的只是Float类的两个特殊实例的字符串
如果您尝试在Ruby中的nil对象上调用方法,则会出现NoMethodError异常并显示消息:"undefinedmethod‘...’fornil:NilClass"然而,有一个tryRails中的方法,如果它被发送到一个nil对象,它只返回nil:require'rubygems'require'active_support/all'nil.try(:nonexisting_method)#noNoMethodErrorexceptionanymore那么try如何在内部工作以防止该异常? 最佳答案 像Ruby中的所有其他对象
关闭。这个问题需要detailsorclarity.它目前不接受答案。想改进这个问题吗?通过editingthispost添加细节并澄清问题.关闭8年前。Improvethisquestion为什么SecureRandom.uuid创建一个唯一的字符串?SecureRandom.uuid#=>"35cb4e30-54e1-49f9-b5ce-4134799eb2c0"SecureRandom.uuid方法创建的字符串从不重复?