18.5. 优化列表操作

Soundex 算法的第三步是去除连续重复字符。怎样做是最佳方法？

这里是我们目前在 soundex/stage2/soundex2c.py 中的代码：

    digits2 = digits[0]
    for d in digits[1:]:
        if digits2[-1] != d:
            digits2 += d

这里是 soundex2c.py 的性能表现：

C:\samples\soundex\stage2>python soundex2c.py
Woo             W000 11.437645008
Pilgrim         P426 13.2825062962
Flingjingwaller F452 18.5570110168

第一件事是考虑，考察在循环的每一轮都检查 digits[-1] 是否有效率。列表索引代价大吗？如果把上一个数字存在另外的变量中以便检查是否会获益？

这里的 soundex/stage3/soundex3a.py 将回答这个问题：

    digits2 = ''
    last_digit = ''
    for d in digits:
        if d != last_digit:
            digits2 += d
            last_digit = d

soundex3a.py 并不比 soundex2c.py 运行得快多少，而且甚至可能更会慢些 (差异还没有大到可以确信这一点)：

C:\samples\soundex\stage3>python soundex3a.py
Woo             W000 11.5346048171
Pilgrim         P426 13.3950636184
Flingjingwaller F452 18.6108927252

为什么 soundex3a.py 不更快呢？其实 Python 的索引功能恰恰很有效。重复使用 digits2[-1] 根本没什么问题。另一方面，手工保留上一个数字意味着我们每存储一个数字都要为两个变量赋值，这便抹杀了我们避开索引查找所带来的微小好处。

让我们从本质上不同的方法来思考。如果可以把字符串当作字符列表来对待，那么使用列表遍历遍寻列表便成为可能。问题是代码需要使用列表中的上一个字符，而且使用列表遍历做到这一点并不容易。

但是，使用内建的 range() 函数创建一个索引数字构成的列表是可以的。使用这些索引数字一步步搜索列表并拿出与前面不同的字符。这样将使你得到一个字符串列表，使用字符串方法 join() 便可重建字符串。

这便是 soundex/stage3/soundex3b.py：

    digits2 = "".join([digits[i] for i in range(len(digits))
                       if i == 0 or digits[i-1] != digits[i]])

这样快了吗？一个字，否。

C:\samples\soundex\stage3>python soundex3b.py
Woo             W000 14.2245271396
Pilgrim         P426 17.8337165757
Flingjingwaller F452 25.9954005327

有可能因为目前的这些方法都是 “字符串中心化” 的。Python 可以通过一个命令把一个字符串转化为一个字符列表：list('abc') 返回 ['a', 'b', 'c']。更进一步，列表可以被很快地就地改变。与其一砖一瓦地建造一个新的列表 (或者字符串)，为什么不选择操作列表的元素呢？

这便是 soundex/stage3/soundex3c.py，就地修改列表去除连续重复元素：

    digits = list(source[0].upper() + source[1:].translate(charToSoundex))
    i=0
    for item in digits:
        if item==digits[i]: continue
        i+=1
        digits[i]=item
    del digits[i+1:]
    digits2 = "".join(digits)

这比 soundex3a.py 或 soundex3b.py 快吗？不，实际上这是目前最慢的一种方法^[16]：

C:\samples\soundex\stage3>python soundex3c.py
Woo             W000 14.1662554878
Pilgrim         P426 16.0397885765
Flingjingwaller F452 22.1789341942

我们在这儿除了试用了几种 “聪明” 的技术，根本没有什么进步。到目前为止最快的方法就是最直接的原始方法 (soundex2c.py)。有时候聪明未必有回报。

例 18.5. 目前的最佳结果：`soundex/stage2/soundex2c.py`


import string, re

allChar = string.uppercase + string.lowercase
charToSoundex = string.maketrans(allChar, "91239129922455912623919292" * 2)

def soundex(source):
    if (not source) or (not source.isalpha()):
        return "0000"
    digits = source[0].upper() + source[1:].translate(charToSoundex)
    digits2 = digits[0]
    for d in digits[1:]:
        if digits2[-1] != d:
            digits2 += d
    digits3 = re.sub('9', '', digits2)
    while len(digits3) < 4:
        digits3 += "0"
    return digits3[:4]

if __name__ == '__main__':
    from timeit import Timer
    names = ('Woo', 'Pilgrim', 'Flingjingwaller')
    for name in names:
        statement = "soundex('%s')" % name
        t = Timer(statement, "from __main__ import soundex")
        print name.ljust(15), soundex(name), min(t.repeat())

Footnotes

^[16]soundex3c.py 比 soundex3b.py 快。――译注

深入 Python :Dive Into Python 中文版