久久精品国产亚洲高清|精品日韩中文乱码在线|亚洲va中文字幕无码久|伊人久久综合狼伊人久久|亚洲不卡av不卡一区二区|精品久久久久久久蜜臀AV|国产精品19久久久久久不卡|国产男女猛烈视频在线观看麻豆

    1. <style id="76ofp"></style>

      <style id="76ofp"></style>
      <rt id="76ofp"></rt>
      <form id="76ofp"><optgroup id="76ofp"></optgroup></form>
      1. 千鋒教育-做有情懷、有良心、有品質(zhì)的職業(yè)教育機(jī)構(gòu)

        手機(jī)站
        千鋒教育

        千鋒學(xué)習(xí)站 | 隨時(shí)隨地免費(fèi)學(xué)

        千鋒教育

        掃一掃進(jìn)入千鋒手機(jī)站

        領(lǐng)取全套視頻
        千鋒教育

        關(guān)注千鋒學(xué)習(xí)站小程序
        隨時(shí)隨地免費(fèi)學(xué)習(xí)課程

        當(dāng)前位置:首頁(yè)  >  技術(shù)干貨  > Python中heapq與優(yōu)先隊(duì)列

        Python中heapq與優(yōu)先隊(duì)列

        來源:千鋒教育
        發(fā)布人:xqq
        時(shí)間: 2023-11-07 12:25:33 1699331133

        今天的文章來介紹Python當(dāng)中一個(gè)蠻有用的庫(kù)——heapq。

        heapq的全寫是heapqueue,是堆隊(duì)列的意思。這里的堆和隊(duì)列都是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),在后序的文章當(dāng)中我們會(huì)詳細(xì)介紹,今天只介紹heapq的用法,如果不了解heap和queue原理的同學(xué)可以忽略,我們并不會(huì)深入太多,會(huì)在之后的文章里詳細(xì)闡述。

        在介紹用法之前,我們需要先知道優(yōu)先隊(duì)列的定義。隊(duì)列大家應(yīng)該都不陌生,也是非常基礎(chǔ)簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。我們可以想象成隊(duì)列里的所有元素排成一排,新的元素只能從隊(duì)尾加入隊(duì)列,元素要出隊(duì)列只能通過隊(duì)首,不能中途從隊(duì)列當(dāng)中退出。而優(yōu)先隊(duì)列呢,是給隊(duì)列當(dāng)中的元素每一個(gè)都設(shè)置了優(yōu)先級(jí),使得隊(duì)伍當(dāng)中的元素會(huì)自動(dòng)按照優(yōu)先級(jí)排序,優(yōu)先級(jí)高的排在前面。

        也就是說Python當(dāng)中的heapq就是一個(gè)維護(hù)優(yōu)先隊(duì)列的library,我們通過調(diào)用它可以輕松實(shí)現(xiàn)優(yōu)先隊(duì)列的功能。

        最大或最小的K個(gè)元素

        我們來看一個(gè)實(shí)際的問題,假設(shè)我們當(dāng)下有N個(gè)雜亂無(wú)章的元素,但是我們只關(guān)心其中最大的K個(gè)或者是最小的K個(gè)元素。我們想從整個(gè)數(shù)組當(dāng)中將這部分抽取出來,應(yīng)該怎么辦呢?

        這個(gè)問題在實(shí)際當(dāng)中非常常見,隨便就可以舉出例子來。比如用戶輸入了搜索詞,我們根據(jù)用戶的搜索詞找到了大量的內(nèi)容。我們想要根據(jù)算法篩選出用戶最有可能點(diǎn)擊的文本來,機(jī)器學(xué)習(xí)的模型可以給每一個(gè)文本一個(gè)預(yù)測(cè)的分?jǐn)?shù)。之后,我們就需要選出分?jǐn)?shù)最大的K個(gè)結(jié)果。這種類似的場(chǎng)景還有很多,利用heapq庫(kù)里的nlargest和nsmallest接口可以非常方便地做到這點(diǎn)。

        我們一起來看一個(gè)例子:

        importheapq

        nums=[14,20,5,28,1,21,16,22,17,28]

        heapq.nlargest(3,nums)

        #[28,28,22]

        heapq.nsmallest(3,nums)

        #[1,5,14]

        heapq的nlargest和nsmallest接受兩個(gè)參數(shù),第一個(gè)參數(shù)是K,也就是返回的元素的數(shù)量,第二個(gè)參數(shù)是傳入的數(shù)組,heapq返回的正是傳入的數(shù)組當(dāng)中的前K大或者是前K小。

        這里有一個(gè)問題,如果我們數(shù)組當(dāng)中的元素是一個(gè)對(duì)象呢?應(yīng)該怎么辦?

        其實(shí)也很簡(jiǎn)單,有了解過Python自定義關(guān)鍵詞排序的同學(xué)應(yīng)該知道,和排序一樣,我們可以通過匿名函數(shù)實(shí)現(xiàn)。

        匿名函數(shù)

        我們都知道,在Python當(dāng)中通過def可以定義一個(gè)函數(shù)。通過def定義的函數(shù)都有函數(shù)名,所以稱為有名函數(shù)。除了有名函數(shù)之外,Python還支持匿名函數(shù)。顧名思義,就是沒有函數(shù)名的函數(shù)。也就是說它其他方面都和普通函數(shù)一樣,只不過沒有名字而已。

        初學(xué)者可能會(huì)納悶,函數(shù)沒有名字應(yīng)該怎么調(diào)用呢?

        會(huì)有這個(gè)疑惑很正常,這是因?yàn)榱?xí)慣了面向過程的編程,對(duì)面向?qū)ο罄斫獠粔蛏钊雽?dǎo)致的。在許多高級(jí)語(yǔ)言當(dāng)中,一切皆對(duì)象,一個(gè)類,一個(gè)函數(shù),一個(gè)int都是對(duì)象。既然函數(shù)也是對(duì)象,那么函數(shù)自然也可以用來傳遞,不僅可以用來傳遞,還可以用來返回。這是函數(shù)式編程的概念了,我們這里不多做深入。

        當(dāng)然,普通函數(shù)也一樣可以傳遞,起到的效果一樣。只不過在編程當(dāng)中,有些函數(shù)我們只會(huì)使用一次,沒必要再單獨(dú)定義一個(gè)函數(shù),使用匿名函數(shù)會(huì)非常方便。

        舉個(gè)例子,比方說我有一個(gè)這樣的函數(shù):

        defoperate(x,func):

        returnfunc(x)

        這個(gè)operate函數(shù)它接受兩個(gè)參數(shù),第一個(gè)參數(shù)是變量x,第二個(gè)參數(shù)是一個(gè)函數(shù)。它會(huì)在函數(shù)內(nèi)部調(diào)用func,返回func調(diào)用的結(jié)果。我現(xiàn)在要做這樣一件事情,我希望根據(jù)x這個(gè)整數(shù)對(duì)4取余的余數(shù)來判斷應(yīng)該用什么樣的func。如果對(duì)4的余數(shù)為0,我希望求一次方,如果余數(shù)是2,我希望求平方,以此類推。如果按照正常的方法,我們需要實(shí)現(xiàn)4個(gè)方法,然后依次傳遞。

        這當(dāng)然是可以的,不過非常麻煩,如果使用匿名函數(shù),就可以大大簡(jiǎn)化代碼量:

        defget_result(x):

        ifx%4==0:

        returnoperate(x,lambdax:x)

        elifx%4==1:

        returnoperate(x,lambdax:x**2)

        elifx%4==2:

        returnoperate(x,lambdax:x**3)

        else:

        returnoperate(x,lambdax:x**4)

        在上面的代碼當(dāng)中,我們通過lambda關(guān)鍵字定義了匿名函數(shù),避免了定義四種函數(shù)用來傳遞的情況。當(dāng)然,這個(gè)問題還有更簡(jiǎn)單的寫法,可以只用一個(gè)函數(shù)解決。

        我們來看lambda定義匿名函數(shù)的語(yǔ)法,首先是lambda關(guān)鍵字,表示我們當(dāng)下定義的是一個(gè)匿名函數(shù)。之后跟的是這個(gè)匿名函數(shù)的參數(shù),我們只用到一個(gè)變量x,所以只需要寫一個(gè)x。如果我們需要用到多個(gè)參數(shù),通過逗號(hào)分隔,當(dāng)然也可以不用參數(shù)。寫完參數(shù)之后,我們用冒號(hào)分開,冒號(hào)后面寫的是返回的結(jié)果。

        我們也可以把匿名函數(shù)賦值給一個(gè)變量,之后我們就可以和調(diào)用普通函數(shù)一樣來調(diào)用了:

        square=lambdax:x**2

        print(square(3))

        print(operate(3,square))

        自定義排序

        回到之前的內(nèi)容,如果我們想要heapq排序的是一個(gè)對(duì)象。那么heapq并不知道應(yīng)該依據(jù)對(duì)象當(dāng)中的哪個(gè)參數(shù)來作為排序的衡量標(biāo)準(zhǔn),所以這個(gè)時(shí)候,需要我們自己定義一個(gè)獲取關(guān)鍵字的函數(shù),傳遞給heapq,這樣才可以完成排序。

        比如說,我們現(xiàn)在有一批電腦,我們希望heapq能夠根據(jù)電腦的價(jià)格排序:

        laptops=[

        {'name':'ThinkPad','amount':100,'price':91.1},

        {'name':'Mac','amount':50,'price':543.22},

        {'name':'Surface','amount':200,'price':21.09},

        {'name':'Alienware','amount':35,'price':31.75},

        {'name':'Lenovo','amount':45,'price':16.35},

        {'name':'Huawei','amount':75,'price':115.65}

        ]

        cheap=heapq.nsmallest(3,portfolio,key=lambdas:s['price'])

        expensive=heapq.nlargest(3,portfolio,key=lambdas:s['price'])

        在調(diào)用nlargest和nsmallest的時(shí)候,我們額外傳遞了一個(gè)參數(shù)key,我們傳入的是一個(gè)匿名函數(shù),它返回的結(jié)果是這個(gè)對(duì)象的price,也就是說我們希望heapq根據(jù)對(duì)象的price來進(jìn)行排序。

        優(yōu)先隊(duì)列

        heapq除了可以返回最大最小的K個(gè)數(shù)之外,還實(shí)現(xiàn)了優(yōu)先隊(duì)列的接口。我們可以直接調(diào)用heapq.heapify方法,輸入一個(gè)數(shù)組,返回的結(jié)果是根據(jù)這個(gè)數(shù)組生成的堆(等價(jià)于優(yōu)先隊(duì)列)。

        當(dāng)然我們也可以從零開始,直接通過調(diào)用heapq的push和pop來維護(hù)這個(gè)堆。接下來,我們就通過heapq來自己動(dòng)手實(shí)現(xiàn)一個(gè)優(yōu)先隊(duì)列,代碼非常的簡(jiǎn)單,我想大家應(yīng)該可以瞬間學(xué)會(huì)。

        首先是實(shí)現(xiàn)優(yōu)先隊(duì)列的部分:

        importheapq

        classPriorityQueue:

        def__init__(self):

        self._queue=[]

        self._index=0

        defpush(self,item,priority):

        #傳入兩個(gè)參數(shù),一個(gè)是存放元素的數(shù)組,另一個(gè)是要存儲(chǔ)的元素,這里是一個(gè)元組。

        #由于heap內(nèi)部默認(rèn)有小到大排,所以對(duì)priority取負(fù)數(shù)

        heapq.heappush(self._queue,(-priority,self._index,item))

        self._index+=1

        defpop(self):

        returnheapq.heappop(self._queue)[-1]

        其次我們來實(shí)際看一下運(yùn)用的情況:

        q=PriorityQueue()

        q.push('lenovo',1)

        q.push('Mac',5)

        q.push('ThinkPad',2)

        q.push('Surface',3)

        q.pop()

        #Mac

        q.pop()

        #Surface

        到這里,關(guān)于heapq的應(yīng)用方面就算是介紹完了,但是還沒有真正的結(jié)束。

        我們需要分析一下heapq當(dāng)中操作的復(fù)雜度,關(guān)于堆的部分我們暫時(shí)跳過,我們先來看nlargest和nsmallest。我在github當(dāng)中找到了這個(gè)庫(kù)的源碼,在方法的注釋上,作者寫下了這個(gè)方法的復(fù)雜度,和排序之后取前K個(gè)開銷五五開:

        defnlargest(n,iterable,key=None):

        """Findthenlargestelementsinadataset.

        Equivalentto:sorted(iterable,key=key,reverse=True)[:n]

        """

        以上內(nèi)容為大家介紹了Python中heapq與優(yōu)先隊(duì)列,希望對(duì)大家有所幫助,如果想要了解更多Python相關(guān)知識(shí),請(qǐng)關(guān)注IT培訓(xùn)機(jī)構(gòu):千鋒教育。

        聲明:本站稿件版權(quán)均屬千鋒教育所有,未經(jīng)許可不得擅自轉(zhuǎn)載。
        10年以上業(yè)內(nèi)強(qiáng)師集結(jié),手把手帶你蛻變精英
        請(qǐng)您保持通訊暢通,專屬學(xué)習(xí)老師24小時(shí)內(nèi)將與您1V1溝通
        免費(fèi)領(lǐng)取
        今日已有369人領(lǐng)取成功
        劉同學(xué) 138****2860 剛剛成功領(lǐng)取
        王同學(xué) 131****2015 剛剛成功領(lǐng)取
        張同學(xué) 133****4652 剛剛成功領(lǐng)取
        李同學(xué) 135****8607 剛剛成功領(lǐng)取
        楊同學(xué) 132****5667 剛剛成功領(lǐng)取
        岳同學(xué) 134****6652 剛剛成功領(lǐng)取
        梁同學(xué) 157****2950 剛剛成功領(lǐng)取
        劉同學(xué) 189****1015 剛剛成功領(lǐng)取
        張同學(xué) 155****4678 剛剛成功領(lǐng)取
        鄒同學(xué) 139****2907 剛剛成功領(lǐng)取
        董同學(xué) 138****2867 剛剛成功領(lǐng)取
        周同學(xué) 136****3602 剛剛成功領(lǐng)取
        相關(guān)推薦HOT
        巢湖市| 时尚| 湖口县| 灌南县| 新宁县| 高雄市| 通化市| 沂南县| 建宁县| 蒙阴县| 阳曲县| 盈江县| 诸城市| 大荔县| 方正县| 年辖:市辖区| 南和县| 财经| 沛县| 华容县| 达州市| 通河县| 抚顺县| 周至县| 台江县| 津南区| 棋牌| 澎湖县| 英吉沙县| 德格县| 克东县| 贵南县| 南汇区| 沙河市| 静安区| 郴州市| 郯城县| 通榆县| 固原市| 开化县| 西吉县|