我们来看看三种Python反转字符串方法的性能差距

简介: 我们来看看三种Python反转字符串方法的性能差距

阅读本文需要5.2分钟

  反转Python字符串的三种主要方法:“切片”,反转迭代和经典的就地反转算法。


在Python中反转字符串的最佳方法是什么?当然,在日常编程中并不经常使用字符串反转,但是这是一个受欢迎的面试问题:


#你有这个:
'TURBO'
#而您想要的是:
'OBRUT'

这个问题的一种变化是编写一个函数,该函数检查给定的字符串是否是回文,


def is_palindrome(string):
    reversed_string = # ???
    return string == reversed_string
>>> is_palindrome('TACOCAT')
True
>>> is_palindrome('TURBO')
False

显然,我们需要弄清楚如何反转字符串以is_palindrome在Python中实现此功能应该怎么做?

Pythonstr字符串对象没有内置.reverse()方法,就像其他语言(例如Java或C#)进入Python时所呈现的那样,以下方法将会报错

    >>> 'TURBO'.reverse()
    Traceback (most recent call last):
      File "<stdin>", line 1, in <module>
    AttributeError: 'str' object has no attribute 'reverse'
    

    这次我们将介绍在Python中反转字符串的三种主要方法以及比较三者之间的性能差距。


    第一种:使用“ [::-1]切片技巧反转Python字符串

    字符串遵循Python中的序列协议。并且所有序列都支持一个强大的功能,称为切片。您可以将切片视为方括号索引语法的扩展。

    它包括一个特殊情况,其中用“ [::-1]切片序列会产生反向副本。因为Python字符串是序列,所以这是获取字符串的反向副本的快速简便的方法:



    >>>  'TURBO' [:: - 1 ]
    'OBRUT'

    可以将此切片表达式写到一个函数中,让代码的作用更加明显:


    defreverse_string1(s):
        """Return a reversed copyof `s`"""
        returns[::-1]
    >>>reverse_string1('TURBO')
    'OBRUT'

    新手第一次遇到列表切片时可能很难理解列表切片。

    我觉得使用Python的切片功能来反转字符串是一个不错的解决方案,但是对于初学者来说可能很难理解。

    继续…



    第二种:使用reversed()和反转Python字符串str.join()


    使用reverse()内置的reverse迭代来反转字符串。从而得到一个反向迭代器,然后循环遍历字符串中的元素。例如:


      >>>foreleminreversed('TURBO'):
      ...     print(elem)
      O
      B
      R
      U
      T

      使用reversed()不会修改原始字符串(由于Python中的字符串是不可变的,因此不会起作用。)

      到目前为止,所看到的只是如何以相反的顺序遍历字符串的字符。但是,如何使用reverse()函数使用这种方法创建Python字符串的反向副本呢?

      看以下例子


      >>> ''.join(reversed('TURBO'))
      'OBRUT'

      此代码段使用该.join()方法将反向迭代产生的所有字符合并到一个新字符串中。

      当然,还可以再次将此代码写到单独的函数中创建适当的“反向字符串”。例如:


      defreverse_string2(s):
          """Return a reversed copyof `s`"""
          return"".join(reversed(s))
      >>>reverse_string2('TURBO')
      'OBRUT'

      它可以清楚地表达正在发生事情的过程,即使是小白也可以直观地了解到正在执行的过程。



      第三种:移植到Python的“经典”就地字符串反转算法


      这是移植到Python的“经典”就地字符串反转算法。因为Python字符串是不可变的,所以首先需要将输入字符串转换为可变的字符列表,就可以执行就地字符交换:


      defreverse_string3(s):
          """Return a reversed copyof `s`"""
          chars=list(s)
          foriinrange(len(s)//2):
              tmp=chars[i]
              chars[i]=chars[len(s)-i-1]
              chars[len(s)-i-1]=tmp
          return''.join(chars)
      >>>reverse_string3('TURBO')
      'OBRUT'

      但是,此方法方非常不实用,它没有发挥Python的优势,并且基本上是C算法的直接移植。哈哈哈,估计大家都不考虑吧

      接下来我将对这三种实现进行基准测试。


      性能比较


      在实现了字符串反转方法之后,我们测试下是三种方法的性能如何

      因此,我们开始进行一些基准测试:


      >>>importtimeit
      >>>s='abcdefghijklmnopqrstuvwxyz'*10
      >>>timeit.repeat(lambda:reverse_string1(s))
      [0.6848115339962533,0.7366074129968183,0.7358982900041156]
      >>>timeit.repeat(lambda:reverse_string2(s))
      [5.514941683999496,5.339547180992668,5.319950777004124]
      >>>timeit.repeat(lambda:reverse_string3(s))
      [48.74324739299482,48.637329410004895,49.223478018000606]

      汇总成表格形式:

      算法

      执行时间处理时间

      慢一点

      切片

      0.72

      1

      反向+加入

      5.39

      7.5

      经典

      48.87

      67.9

      由此可见,这三种实现之间存在巨大的性能差距

      切片是最快的方法,reversed()比切片慢8倍,而“经典”就地算法在该基准测试中要慢71倍!


      总结:

      如果您想知道在Python中反转字符串的最佳方法是什么,我的答案是:“取决于情况”。就我个人而言,我喜欢这种reversed()方法,因为它是“自我记录”且相当快。

      但是,有一种观点认为,出于性能考虑,应使用快八倍的切片方法……

      相关文章
      |
      2天前
      |
      C++ 开发者 Python
      实现Python日志点击跳转到代码位置的方法
      本文介绍了如何在Python日志中实现点击跳转到代码位置的功能,以提升调试效率。通过结合`logging`模块的`findCaller()`方法记录代码位置信息,并使用支持点击跳转的日志查看工具(如VS Code、PyCharm),开发者可以从日志直接点击链接定位到出错代码,加快问题排查。
      12 2
      |
      2天前
      |
      索引 Python
      Python 中寻找列表最大值位置的方法
      本文介绍了Python中找列表最大值及其位置的三种方法:1) 使用内置`max()`和`index()`函数;2) 通过循环遍历;3) 利用`enumerate()`函数和生成器表达式。每种方法均附有示例代码,其中`enumerate()`方法在保证效率的同时代码更简洁。
      22 2
      |
      2天前
      |
      JSON 数据处理 数据格式
      Python中批量提取[]括号内第一个元素的四种方法
      Python中批量提取[]括号内第一个元素的四种方法
      19 1
      |
      2天前
      |
      索引 Python
      python字符串(str)
      【5月更文挑战第8天】
      10 3
      |
      2天前
      |
      算法 Java 编译器
      优化Python代码性能的实用技巧
      提高Python代码性能是每个开发者的关注焦点之一。本文将介绍一些实用的技巧和方法,帮助开发者优化他们的Python代码,提升程序的执行效率和性能。
      |
      2天前
      |
      SQL 关系型数据库 数据库连接
      使用 Python 访问数据库的基本方法
      【5月更文挑战第12天】在Python中操作数据库涉及安装数据库驱动(如mysql-connector-python, psycopg2, pymongo)、连接数据库、执行查询/更新、处理结果集及关闭连接。使用ORM(如SQLAlchemy)可简化操作。通过上下文管理器(with语句)能更好地管理资源和错误。注意根据实际需求处理事务、错误和安全性,例如使用SSL连接。
      19 2
      |
      2天前
      |
      Python
      【Python操作基础】——字符串
      【Python操作基础】——字符串
      |
      2天前
      |
      测试技术 开发者 Python
      Python检查函数和方法的输入/输出
      【5月更文挑战第5天】Python检查函数和方法的输入/输出
      13 1
      |
      2天前
      |
      Python
      Python注意字符串和字节字面量
      【5月更文挑战第7天】Python注意字符串和字节字面量
      15 4
      |
      2天前
      |
      Python
      【Python进阶(二)】——程序调试方法
      【Python进阶(二)】——程序调试方法