Song song hóa vòng lặp lồng nhau cho Python
Xin chào. Tôi đang cố viết mã một vấn đề trong đó tôi có hai vòng lặp. Một vòng lặp bên trong tính toán trung bình mẫu cho một tác nhân nhất định bằng cách sử dụng nhiều mô phỏng của một chức năng cụ thể (điều này không tầm thường, nhưng mỗi chức năng riêng lẻ cũng không quá chậm, mất khoảng một giây) và trong vòng lặp bên ngoài tôi lặp lại Show
Cách thực hành tốt nhất để song song cả vòng lặp bên trong và vòng lặp bên ngoài cùng một lúc là gì. Giả sử, đối với một tác nhân nhất định, tính toán song song một số mô phỏng và đồng thời tính toán song song giá trị cho các tác nhân khác nhau
Tôi có thể bắn vào nó, hãy để nó cho các bậc thầy (trong trường hợp này là FLoops). Tôi đã chơi với nó bây giờ, và đây là những gì tôi nhận được ở đây
Với điều đó, tôi nhận được
Điều đó có nghĩa là 2 đã mất tổng thời gian từ 11 giây đến 1. 17 giây (ở đây có 8 luồng). Tôi đoán macro không chỉ cải thiện song song ở đây, mà kết quả nói chung là tuyệt vời và có lẽ sự song song hóa lồng nhau ở đây là tốt nhất có thểCó cách nào để sử dụng 3 ở vòng lặp bên trong và 4 ở vòng lặp bên ngoài không?Hoặc để làm điều này với 5 thay vì đa luồng?Cung cấp một chút ngữ cảnh, giải pháp hiện tại dựa trên FLoops dành nhiều thời gian cho Bộ sưu tập rác và sử dụng nhiều bộ nhớ. Trong bài đăng này, @odow cung cấp một phiên bản dựa trên 5 có tốc độ tương đương nhưng sử dụng ít bộ nhớ hơn nhiều Trong Python, vòng lặp bên trong vòng lặp được gọi là vòng lặp lồng nhau. Trong hướng dẫn này, chúng ta sẽ tìm hiểu về các vòng lặp lồng nhau trong Python với sự trợ giúp của các ví dụ Ngoài ra, Giải quyết
Mục lụcVòng lặp lồng nhau trong Python là gì?Một vòng lặp lồng nhau là một vòng lặp bên trong thân của vòng lặp bên ngoài. Vòng lặp bên trong hoặc bên ngoài có thể là bất kỳ loại nào, chẳng hạn như vòng lặp while hoặc vòng lặp for. Ví dụ: vòng lặp 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 7 14 21 28 35 42 49 56 63 70 8 16 24 32 40 48 56 64 72 80 9 18 27 36 45 54 63 72 81 90 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1003 bên ngoài có thể chứa vòng lặp 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 7 14 21 28 35 42 49 56 63 70 8 16 24 32 40 48 56 64 72 80 9 18 27 36 45 54 63 72 81 90 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1004 và ngược lại Vòng ngoài có thể chứa nhiều hơn một vòng trong. Không có giới hạn về chuỗi các vòng lặp Trong vòng lặp lồng nhau, số lần lặp sẽ bằng số lần lặp ở vòng ngoài nhân với số lần lặp ở vòng trong Trong mỗi lần lặp của vòng lặp bên ngoài, vòng lặp bên trong thực hiện tất cả các lần lặp của nó. Đối với mỗi lần lặp của một vòng lặp bên ngoài, vòng lặp bên trong sẽ bắt đầu lại và hoàn thành việc thực hiện của nó trước khi vòng lặp bên ngoài có thể tiếp tục đến lần lặp tiếp theo của nó Vòng lặp lồng nhau thường được sử dụng để làm việc với cấu trúc dữ liệu đa chiều, chẳng hạn như in mảng hai chiều, lặp lại danh sách chứa danh sách lồng nhau Vòng lặp lồng nhau là một phần của câu lệnh luồng điều khiển giúp bạn hiểu kiến thức cơ bản về Python Python lồng nhau cho vòng lặpTrong Python, vòng lặp for được sử dụng để lặp qua một chuỗi chẳng hạn như danh sách, chuỗi, bộ dữ liệu, các đối tượng có thể lặp khác như phạm vi Cú pháp sử dụng vòng lặp lồng nhau trong Python
Trong ví dụ này, chúng tôi đang sử dụng vòng lặp for bên trong vòng lặp 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 7 14 21 28 35 42 49 56 63 70 8 16 24 32 40 48 56 64 72 80 9 18 27 36 45 54 63 72 81 90 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1003. Trong ví dụ này, chúng tôi đang in một bảng cửu chương gồm mười số đầu tiên
Ví dụ. Viết chương trình vòng lặp 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 7 14 21 28 35 42 49 56 63 70 8 16 24 32 40 48 56 64 72 80 9 18 27 36 45 54 63 72 81 90 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1003 lồng nhau để in bảng cửu chương trong Python 0đầu ra 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 7 14 21 28 35 42 49 56 63 70 8 16 24 32 40 48 56 64 72 80 9 18 27 36 45 54 63 72 81 90 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Vòng lặp lồng nhau để in mẫuMột cách sử dụng phổ biến nhất khác của vòng lặp lồng nhau là in các mẫu số và ngôi sao khác nhau Hãy xem cách sử dụng vòng lặp lồng nhau để in mẫu sau trong Python Mẫu 3Chương trình 5
Vòng lặp while bên trong vòng lặp forViệc sử dụng một loại vòng lặp bên trong một loại vòng lặp khác là rất phổ biến và hữu ích. chúng ta có thể đặt một vòng lặp while bên trong vòng lặp 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 7 14 21 28 35 42 49 56 63 70 8 16 24 32 40 48 56 64 72 80 9 18 27 36 45 54 63 72 81 90 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1003 Giả sử chúng tôi muốn lặp lại mỗi tên trong danh sách năm lần
7đầu ra 8Luyện tập. In mẫu hình chữ nhật có 5 hàng 3 cột hình ngôi saoGiải bài tập vòng lặp lồng nhau trong Python dưới đây In các ngôi sao hình chữ nhật sau 9Giải thêm bài tập vòng lặp Hiển thị giải pháp 0Phá vỡ vòng lặp lồng nhauCâu lệnh break được sử dụng bên trong vòng lặp để thoát khỏi vòng lặp. Nếu the được sử dụng bên trong một vòng lặp lồng nhau (vòng lặp bên trong một vòng lặp khác), nó sẽ Trong ví dụ sau, chúng ta có hai vòng lặp. Vòng lặp 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 7 14 21 28 35 42 49 56 63 70 8 16 24 32 40 48 56 64 72 80 9 18 27 36 45 54 63 72 81 90 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1003 bên ngoài lặp lại bốn số đầu tiên bằng cách sử dụng hàm 30 và vòng lặp 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 7 14 21 28 35 42 49 56 63 70 8 16 24 32 40 48 56 64 72 80 9 18 27 36 45 54 63 72 81 90 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1003 bên trong cũng lặp lại bốn số đầu tiên. Nếu số bên ngoài và số hiện tại của vòng lặp bên trong giống nhau, thì ngắt vòng lặp bên trong (lồng nhau) Ví dụ 4đầu ra 00Như bạn có thể thấy ở đầu ra, không có hàng nào chứa cùng một số Tiếp tục Vòng lặp lồng nhauBỏ qua bước lặp hiện tại và chuyển sang bước lặp tiếp theo. Trong Python, khi gặp câu lệnh 35 bên trong vòng lặp, nó sẽ bỏ qua tất cả các câu lệnh bên dưới nó và ngay lập tức chuyển sang bước lặp tiếp theoTrong ví dụ sau, chúng ta có hai vòng lặp. Vòng lặp for bên ngoài lặp lại danh sách đầu tiên và vòng lặp bên trong cũng lặp lại danh sách số thứ hai Nếu số bên ngoài và số hiện tại của vòng lặp bên trong giống nhau, thì hãy chuyển sang lần lặp tiếp theo của vòng lặp bên trong Ví dụ 01đầu ra 02Như bạn có thể thấy ở đầu ra, không có số nào giống nhau nhân với nhau Các vòng lặp lồng nhau một dòng sử dụng hiểu danh sáchVí dụ: nếu bạn có hai danh sách và muốn lấy tất cả các kết hợp của chúng, Để đạt được điều này, bạn cần sử dụng hai vòng lặp lồng nhau như được đề cập bên dưới 03Bạn có thể viết mã nhanh và gọn hơn bằng cách sử dụng nén danh sách và vòng lặp lồng nhau như dưới đây 04Làm thế nào để viết nó
Hãy xem thêm các ví dụ như vậy Trong ví dụ này, chúng tôi sẽ sử dụng hai vòng lặp 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 7 14 21 28 35 42 49 56 63 70 8 16 24 32 40 48 56 64 72 80 9 18 27 36 45 54 63 72 81 90 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1003 trong phần Hiểu danh sách và kết quả cuối cùng sẽ là một danh sách các danh sách. chúng tôi sẽ không bao gồm các số giống nhau trong mỗi danh sách. chúng tôi sẽ lọc chúng bằng điều kiện if 05đầu ra 06Vòng lặp lồng nhau trong PythonTrong Python, Câu lệnh vòng lặp while lặp đi lặp lại việc thực thi một khối mã trong khi một điều kiện cụ thể là đúng. Chúng ta sử dụng vòng lặp w a while khi số lần lặp không cố định Trong phần này, chúng ta sẽ xem cách sử dụng vòng lặp while bên trong vòng lặp while khác Cú pháp để viết câu lệnh vòng lặp while lồng nhau trong Python như sau 07Ví dụ Trong ví dụ này, chúng tôi sẽ in 10 số đầu tiên trên mỗi dòng 5 lần 08đầu ra 09vòng lặp for bên trong vòng lặp WhileĐôi khi sẽ hữu ích khi sử dụng một loại vòng lặp bên trong một loại vòng lặp khác. chúng ta có thể đặt một vòng lặp 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 7 14 21 28 35 42 49 56 63 70 8 16 24 32 40 48 56 64 72 80 9 18 27 36 45 54 63 72 81 90 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1003 bên trong vòng lặp 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 7 14 21 28 35 42 49 56 63 70 8 16 24 32 40 48 56 64 72 80 9 18 27 36 45 54 63 72 81 90 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1004 Giả sử chúng ta muốn in tất cả các số hoàn hảo từ 1 đến 100
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 7 14 21 28 35 42 49 56 63 70 8 16 24 32 40 48 56 64 72 80 9 18 27 36 45 54 63 72 81 90 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1000 Khi nào nên sử dụng Vòng lặp lồng nhau trong Python?
Lưu ý đến sự phức tạp về thời gian. Hãy hiểu điều này với các ví dụ về cách hoạt động của vòng lặp lồng nhau trong Python Chúng tôi sử dụng vòng lặp for để lặp lại trên các phần tử đã cho của một chuỗi hoặc có thể lặp lại. như 57. Ở đây độ phức tạp của thời gian là O(n) vì chúng tôi đang lặp lại tất cả các mục từ danh sáchSố bước thực hiện (lặp đi lặp lại) xác định độ phức tạp về thời gian của một vòng lặp Khi bạn sử dụng một vòng lặp lồng nhau và cả vòng lặp bên ngoài lẫn bên trong đều chạy mà không có bất kỳ điều kiện if nào trong đó, thì độ phức tạp về thời gian là 58 bởi vì, đối với tất cả n phần tử, mã được thực thi n lầnVí dụ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 7 14 21 28 35 42 49 56 63 70 8 16 24 32 40 48 56 64 72 80 9 18 27 36 45 54 63 72 81 90 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1001 đầu ra 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 7 14 21 28 35 42 49 56 63 70 8 16 24 32 40 48 56 64 72 80 9 18 27 36 45 54 63 72 81 90 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1002 Nếu bạn đưa ra một điều kiện trong vòng lặp bên trong sẽ dừng thực hiện sau một số phần tử và không thực hiện hết n lần lặp của vòng lặp bên trong hoặc vòng lặp bên ngoài, nó sẽ ít phức tạp hơn về thời gian Sử dụng vòng lặp lồng nhau khi bạn không có lựa chọn thay thế nào tốt hơn, Hãy nhớ rằng viết mã hiệu quả và nhỏ gọn tốt hơn nhiều so với viết mã phức tạp Các vòng lặp có thể được song song hóa không?Hộp công cụ tính toán song song™ hỗ trợ tính toán song song tương tác và cho phép bạn tăng tốc quy trình làm việc của mình bằng cách chạy trên nhiều công nhân trong một nhóm song song. Sử dụng parfor để thực hiện các phép lặp for -loop song song trên các công nhân trong một nhóm song song
Làm cách nào để sử dụng đa xử lý trong Python cho vòng lặp?Điều này có thể đạt được bằng cách trước tiên tạo một hệ thống đa xử lý. Quy trình thực thi mỗi lần lặp của vòng lặp, chỉ định hàm sẽ thực thi và truyền bất kỳ đối số nào được yêu cầu . Các quy trình sau đó có thể được bắt đầu để bắt đầu thực hiện các tác vụ song song. Quá trình chính sau đó có thể đợi tất cả các tác vụ hoàn thành.
Bạn có thể sử dụng cùng một biến cho các vòng lặp lồng nhau không?Trong Python, các biến có phạm vi toàn hàm, nghĩa là nếu hai biến có cùng tên trong cùng một phạm vi, thì thực tế chúng là một biến. Do đó, các vòng lặp lồng nhau trong đó các biến mục tiêu có cùng tên trên thực tế chia sẻ một biến duy nhất .
Bạn có thể lồng hai vòng lặp for bên trong một vòng lặp for khác không?Một vòng lặp for có thể có nhiều hơn một vòng lặp lồng trong nó Một vòng lặp for có thể có nhiều hơn một vòng lặp lồng trong nó. |