在具有给定字母的所有可能的 4 字符字符串中查找 4 字符字符串索引的有效方法

Question

这个：

A = b'abcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789!'
n = len(A)

def f(s):
    t = 0
    for i, c in enumerate(s):
        t += A.index(c) * n ** (3 - i)
    return t

print(f(b'aaaa'))  # first possible 4-char string, should be 0
print(f(b'aaab'))  # 2nd possible 4-char string, should be 1
print(f(b'!!!!'))  # last possible 4-char string, should be 37^4 - 1

可以在所有可能的由字母表 A 组成的 4 字符字符串中找到一个 4 字符字符串的索引，但它似乎效率不高，因为有很多 A.index() 调用。

如何快速高效地在所有可能的由字母组成的 4 字符字符串中找到 4 字符字符串的索引 A?

Answer 1

我不确定您为什么关心代码的速度效率。 A.index() 每个字符只执行一次，因此在您的示例中执行 4 次。当然，您可以通过使用字典来提高速度。所以，首先创建一个字典，如：

alphabet_index_lookup = {'a': 0, 'b': 1, ..., '!': 37}

然后用它来查找字符的索引。这要快得多，因为 python 在内部使用 hash-map 来查找键，而不是仅仅遍历列表。更多背景和比较：https://towardsdatascience.com/faster-lookups-in-python-1d7503e9cd38

但如前所述：除非您对非常长的字符串应用 f()，否则不会产生显着差异。

Answer 2

我的意思是，我能想到的唯一方法是使用愚蠢的无分支公式来计算索引as-is，但我没有其他方法可以提供给您。

A = b'abcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789!'
n = len(A)

def f(s,A):
    t = 0
    for i, c in enumerate(s):
        t += A.index(c) * n ** (3 - i)
    return t

def g(s,A):
    t = 0
    for i, c in enumerate(s):
        t += (c - 97 + (c<97)*75 + (c<48)*25) * n ** (3 - i)
    return t


print(f(b'aaaa',A),g(b'aaaa',A))  # first possible 4-char string, should be 0
print(f(b'aaab',A),g(b'aaab',A))  # 2nd possible 4-char string, should be 1
print(f(b'!!!!',A),g(b'!!!!',A))  # last possible 4-char string, should be 37^4 - 1

import timeit
ft = timeit.timeit(lambda: 'f(b"aop!")',number=1000000)
gt = timeit.timeit(lambda: 'g(b"aop!")',number=1000000)
print(f'f: {ft}, g: {gt}, factor: {ft/gt}')

输出：

0 0
1 1
1874160 1874160
f: 0.12712620000820607, g: 0.06313459994271398, factor: 2.0135741752312635

编辑：我尝试了另一件事：

def h(s):
    arr = np.array(list(s))
    return sum( (arr - 97 + (arr<97)*75 + (arr<48)*25) * n ** (3 - np.array([0,1,2,3])) )

输出：

0 0 0
1 1 1
1874160 1874160 1874160
f: 0.10835059999953955, g: 0.07444929995108396, h: 0.06341919989790767,
factor f/g: 1.4553608975602195, factor f/h: 1.7084826073801391

在具有给定字母的所有可能的 4 字符字符串中查找 4 字符字符串索引的有效方法

Efficient method to find the index of 4-char string among all possible 4-char strings with given letters

python

string

combinatorics

cartesian-product