Pythonが大好きなのですが、処理が遅くて頭を悩ませています。
どうにか早くならないかとpypyとcython(pure python mode)でやってみました。
...すみません、ソースコードはこちらの方のを使わせていただきました。
https://qiita.com/L_A_P_119611/items/40f6c71c136fbe3cf32a
環境
MacOS: catalina
CPU: i9
- それぞれ3回計測した結果を載せています。
pythonの結果
python3.9での実行結果は下記通りでした。
(arrangeをnumpyのに変えたら早くなるのだろうか...)
python3 src_sosu1.py 123456789
123456789 = 3 * 3 * 3607 * 3803
所要時間は39.019531秒です
所要時間は34.007243秒です
所要時間は35.707815秒です
javaの結果
java Factrization 123456789
123456789 = 3803 * 3607 * 3 * 3
所要時間は762ミリ秒です。
所要時間は687ミリ秒です。
所要時間は771ミリ秒です。
C言語の結果
./a.out 123456789
123456789 = 3 * 3 * 3607 * 3803
所要時間は1.180174秒です。
所要時間は1.189351秒です。
所要時間は1.208539秒です。
pypyでは？
使用したpypy: [PyPy 7.3.8 with GCC Apple LLVM 12.0.0 (clang-1200.0.32.29)]
homebrewでインスト。
下記とおり、ほぼC言語と同じ処理時間となりました。
pypy3 -O src_sosu1.py 123456789
123456789 = 3 * 3 * 3607 * 3803
所要時間は1.269355秒です
所要時間は1.333231秒です
所要時間は1.378345秒です
cython (annotation mode)
.so(windowsならdll相当)化したのに、期待した程、早くならなかった。
PurePythonから4倍位早くなった。
下記はdll(MacOSでは.so)化します。
cythonize -i -3 src_sosu2_with_cython1.py
src_sosu2_with_cython1.py
"""
https://qiita.com/L_A_P_119611/items/40f6c71c136fbe3cf32a
"""
import sys
import time
import cython
# from cython.cpython.cimport import array
# import array
# 素因数分解
@cython.cfunc
@cython.inline
# def factrization(n: cython.int) -> array.array:
# def factrization(n: cython.int)->array.array[cython.int]:
def factrization(n: cython.int):
# 与えられた数値までの整数を定義する
p: array.array[cython.int] = list(range(n+1))
a: cython.int
b: cython.int
m: cython.int
n: cython.int
# 2から初めて、倍数を削除する
# 最大値の半分までやればOK
for a in range(2, int(n/2)):
# aが素数ではないことが決まっていたら次へ
if p[a] == 0:
continue
# 素数にかける数
b = 2
m = a * b
# aの倍数(つまり素数ではない数)を0とする
while m < n:
p[m] = 0
b += 1
m = a * b
# nがaの倍数であれば
if m == n:
# n=a*bが確定
# print('%d = %d * %d' % (n, a, b))
# bをさらに素因数分解する
fact: array.array = factrization(b)
# 確定したaは素数なので出力する
return [a] + fact
# nが0にならなかったらnが素数
return [n]
def main() -> cython.void:
# コマンドライン引数で自然数を渡す
num: cython.int = eval(sys.argv[1])
# num: cython.int = 123456789
# before: cython.float = time.time()
before = time.time()
# 素因数分解を実行する
f = factrization(num)
# after: cython.float = time.time()
after = time.time()
# 実行結果を表示する
print('%d = %d' % (num, f[0]), end='')
for p in f[1:]:
print(' * %d' % p, end='')
print('\n所要時間は%f秒です' % (after - before))
if __name__ == "__main__":
main()
上記.so化したコードを呼び出します。
python src_sosu2_main4cython.py 123456789
123456789 = 3 * 3 * 3607 * 3803
所要時間は11.296245秒です
所要時間は11.296245秒です
所要時間は11.102219秒です
import src_sosu2_with_cython1
src_sosu2_with_cython1.main()
結論
単にC言語化しても速度は、期待した程は向上しない。
C言語化で良いこともあれば、pypyのJITの方が良い事も多いのだろう。
これを使い分ける事で、速度挙げられるとよいのだけど。