【Python】sorted関数を利用して同じ組み合わせのクエリ実行（DBアクセス）を減らす方法

概要

sorted関数を利用することで、 DBアクセスする回数を減らすことができましたので紹介します。

サンプルコード1

sorted関数とは、イテラブル（リスト、タプル、辞書など）をソートした新しいリストを返す関数。
以下、シンプルなサンプルコードです。

def sort_and_tuple(input_list):
    sorted_tuple = tuple(sorted(input_list))
    return sorted_tuple

my_list = [3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6, 5, 3, 5]
result = sort_and_tuple(my_list)
print(result)  # (1, 1, 2, 3, 3, 4, 5, 5, 5, 6, 9)

sort_and_tuple関数は、入力としてリストを受け取り、そのリストをソートした後、タプルに変換して返します。このように、sorted関数とtuple関数を組み合わせることで、リストの要素をソートし、その結果を変更不可能なタプルとして保存することができます。

公式ドキュメントはこちら。

サンプルコード２

次に、fruit_list1とfruit_list2という、異なる順序で同じ要素を持つリストで利用したコードです。
以下の通り、それぞれ別の順番ですが、ソートされたことで、これらのリストは関数内で「辞書のキー」として同じとみなされています。

def add_to_dict(input_list, value, my_dict):
    sorted_tuple = tuple(sorted(input_list))
    my_dict[sorted_tuple] = value

my_dict = {}

fruit_list1 = ['apple', 'banana', 'cherry']
value1 = "Fruit Salad"

fruit_list2 = ['cherry', 'banana', 'apple']
value2 = "Smoothie"

add_to_dict(fruit_list1, value1, my_dict)
add_to_dict(fruit_list2, value2, my_dict)
print(my_dict)  # {('apple', 'banana', 'cherry'): 'Smoothie'}

最後に追加された値がSmoothieなので、Smoothieだけが保持されていることがわかりますね。
異なる順序で同じ要素を持つリストが同じキーとして扱われたことが確認できました。

サンプルコード３

もう一つレベルアップして、冒頭で紹介した、DBアクセスを減らせる方法を紹介します。

もしも、順番が異なるだけの同じ組み合わせのクエリを（forループとかで）大量にDBアクセスしている場合、少しパフォーマンスに影響が出てしまいますよね。その場合、以下のように、sortedでまずはソートし、一度同じ組み合わせで取得したものは辞書に保存（キャッシュ）してあげる形にします。

class DataFetcher:
    def __init__(self):
        self.data_cache = {}

    def get_data(self, list1, list2, list3):
        key = (tuple(sorted(list1)), tuple(sorted(list2)), tuple(sorted(list3)))

        # キーが辞書に存在しない場合は、データを取得する
        if key not in self.data_cache:
            self.data_cache[key] = SampleModel.objects.filter(
                Q(field1__in=list1) & Q(field2__in=list2) & Q(field3__in=list3)
            ).distinct()

        return self.data_cache[key]

この例では、get_dataメソッド内でSampleModelからデータを取得し、それをキャッシュに保存します。実際にこのようにすることで、同じ組み合わせのクエリ実行が大幅に減りました。

ちなみに、Qオブジェクトは、複数のフィールドに対する複雑なクエリを作成するためのもの。

上記では、
field1がlist1のいずれかの値を持ち、
field2がlist2のいずれかの値を持ち、
field3がlist3のいずれかの値を持つ、
すべてのSampleModelオブジェクトを取得するコードになっています。

sortedメソッドもある

ちなみに、sorted関数とは別でsortedメソッドがあります。

numbers = [5, 2, 3, 1, 4]
numbers.sort()
print(numbers)  # [1, 2, 3, 4, 5]

これはリスト自体をソートするリストオブジェクトのメソッド。
こちらの場合は、新しいリストを返さず、元のリストを直接変更します。