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