Как усорить код?

Question

Как усорить код?

Азамат Каламов Знаток (290), открыт 3 недели назад

Если что запускаю в termux
мой код:

from func import *
from progress.bar import IncrementalBar
from time import time

scr = Screen()
scr.fill(Color(0, 0, 0))

bar = IncrementalBar('Rendering', max=scr.size.x*scr.size.y)

start_time = time()

for y in range(scr.size.y):
for x in range(scr.size.x):
main(scr, vec2(x=x, y=y))
bar.next()

bar.finish()
scr.save()

end_time = time()
execution_time = end_time - start_time
print(f"Завершено! Время выполнения: {int(execution_time)} секунд")

функция main:

def main(scr:Screen, pixel:vec2):
x = pixel.x / scr.size.x * 2 - 1
y = pixel.y / scr.size.y * 2 - 1
x *= scr.aspect

scr.setPixel(pixel.x, pixel.y, Color(0,0,0))

if x*x+y*y <= 0.5:
scr.setPixel(pixel.x, pixel.y, Color(255,255,255))

Answer 1

бабуин гибонович Оракул (50560) 3 недели назад

 from func import * 
from progress.bar import IncrementalBar 
from time import time 
from concurrent.futures import ThreadPoolExecutor 
 
scr = Screen() 
scr.fill(Color(0, 0, 0)) 
 
bar = IncrementalBar('Rendering', max=scr.size.x * scr.size.y) 
 
def process_pixel(pixel): 
    x = pixel.x / scr.size.x * 2 - 1 
    y = pixel.y / scr.size.y * 2 - 1 
    x *= scr.aspect 
     
    if x * x + y * y <= 0.5: 
        scr.setPixel(pixel.x, pixel.y, Color(255, 255, 255)) 
    else: 
        scr.setPixel(pixel.x, pixel.y, Color(0, 0, 0)) 
     
    bar.next() 
 
start_time = time() 
 
pixels = [vec2(x=x, y=y) for y in range(scr.size.y) for x in range(scr.size.x)] 
 
with ThreadPoolExecutor() as executor: 
    executor.map(process_pixel, pixels) 
 
bar.finish() 
scr.save() 
 
end_time = time() 
execution_time = end_time - start_time 
print(f"Завершено! Время выполнения: {int(execution_time)} секунд")

 import numpy as np 
from func import * 
from progress.bar import IncrementalBar 
from time import time 
 
scr = Screen() 
scr.fill(Color(0, 0, 0)) 
 
bar = IncrementalBar('Rendering', max=scr.size.x * scr.size.y) 
 
start_time = time() 
 
x = np.linspace(-1, 1, scr.size.x) * scr.aspect 
y = np.linspace(-1, 1, scr.size.y) 
 
X, Y = np.meshgrid(x, y) 
mask = X**2 + Y**2 <= 0.5 
 
for j in range(scr.size.y): 
    for i in range(scr.size.x): 
        if mask[j, i]: 
            scr.setPixel(i, j, Color(255, 255, 255)) 
        else: 
            scr.setPixel(i, j, Color(0, 0, 0)) 
        bar.next() 
 
bar.finish() 
scr.save() 
 
end_time = time() 
execution_time = end_time - start_time 
print(f"Завершено! Время выполнения: {int(execution_time)} секунд")

Азамат КаламовЗнаток (290) 3 недели назад

мой код срабатывает примерно за 130 сек, ваш первый: не дождался(ждал мин 5), ваш второй: 190. Точнее не ваш а нейросети

бабуин гибонович Оракул (50560) Азамат Каламов, Спасибо за ваш отзыв. Давайте попробуем дополнительные оптимизации. Профилирование Первый шаг — профилировать ваш код, чтобы найти узкие места. Можно использовать модуль cProfile.

бабуин гибоновичОракул (50560) 3 недели назад

 import cProfile 
 
def main_profiling(): 
    scr = Screen() 
    scr.fill(Color(0, 0, 0)) 
 
    bar = IncrementalBar('Rendering', max=scr.size.x * scr.size.y) 
 
    start_time = time() 
 
    for y in range(scr.size.y): 
        for x in range(scr.size.x): 
            main(scr, vec2(x=x, y=y)) 
            bar.next() 
 
    bar.finish() 
    scr.save() 
 
    end_time = time() 
    execution_time = end_time - start_time 
    print(f"Завершено! Время выполнения: {int(execution_time)} секунд") 
 
cProfile.run('main_profiling()')

бабуин гибоновичОракул (50560) 3 недели назад

Оптимизация алгоритма
Теперь давайте попробуем оптимизировать сам алгоритм.

Предварительная проверка условия: Перенесем проверку условия перед установкой пикселя.
Уменьшение числа вызовов методов: Сохраним ссылки на часто вызываемые методы, чтобы уменьшить накладные расходы.

бабуин гибоновичОракул (50560) 3 недели назад

 from func import * 
from progress.bar import IncrementalBar 
from time import time 
 
scr = Screen() 
scr.fill(Color(0, 0, 0)) 
 
bar = IncrementalBar('Rendering', max=scr.size.x * scr.size.y) 
 
start_time = time()

бабуин гибоновичОракул (50560) 3 недели назад

 set_pixel = scr.setPixel  
aspect = scr.aspect  
width, height = scr.size.x, scr.size.y  
  
for y in range(height):  
    for x in range(width):  
        # Предварительные расчеты  
        norm_x = x / width * 2 - 1  
        norm_y = y / height * 2 - 1  
        norm_x *= aspect  
  
        # Проверка условия и установка пикселя  
        if norm_x * norm_y <= 0.5:  
            set_pixel(x, y, Color(255, 255, 255))  
        else:  
            set_pixel(x, y, Color(0, 0, 0))  
  
        bar.next()  
  
bar.finish()  
scr.save()  
  
end_time = time()  
execution_time = end_time - start_time  
print(f"Завершено! Время выполнения: {int(execution_time)} секунд")

бабуин гибоновичОракул (50560) 3 недели назад

Оптимизация с использованием Numba
Модуль numba может значительно ускорить численные операции.

Установите numba: pip install numba
Используйте numba для компиляции функции main.

бабуин гибоновичОракул (50560) 3 недели назад

 from numba import jit 
from func import * 
from progress.bar import IncrementalBar 
from time import time 
 
scr = Screen() 
scr.fill(Color(0, 0, 0)) 
 
bar = IncrementalBar('Rendering', max=scr.size.x * scr.size.y) 
 
@jit(nopython=True) 
def compute_color(x, y, width, height, aspect): 
    norm_x = x / width * 2 - 1 
    norm_y = y / height * 2 - 1 
    norm_x *= aspect 
 
    if norm_x * norm_y <= 0.5: 
        return (255, 255, 255) 
    else: 
        return (0, 0, 0) 
 
start_time = time() 
 
width, height = scr.size.x, scr.size.y 
aspect = scr.aspect 
 
for y in range(height): 
    for x in range(width): 
        color = compute_color(x, y, width, height, aspect) 
        scr.setPixel(x, y, Color(*color))

бабуин гибоновичОракул (50560) 3 недели назад

         bar.next()  
  
bar.finish()  
scr.save()  
  
end_time = time()  
execution_time = end_time - start_time  
print(f"Завершено! Время выполнения: {int(execution_time)} секунд")

бабуин гибоновичОракул (50560) 3 недели назад

Попробуйте этот обновленный подход и посмотрите, ускоряет ли он выполнение вашего кода.

бабуин гибонович, жаль, что администрация перманентом не банит ответы от нейросети...

Answer 2

 from func import * 
from time import time 
import numpy as np 
 
def optimized_main(scr: Screen): 
    x = np.linspace(-scr.aspect, scr.aspect, scr.size.x) 
    y = np.linspace(-1, 1, scr.size.y) 
    X, Y = np.meshgrid(x, y) 
    mask = X*X + Y*Y <= 0.5 
    black = Color(0, 0, 0) 
    white = Color(255, 255, 255) 
    for y in range(scr.size.y): 
        for x in range(scr.size.x): 
            color = white if mask[y, x] else black 
            scr.setPixel(x, y, color) 
 
def main(): 
    scr = Screen() 
    scr.fill(Color(0, 0, 0)) 
    start_time = time() 
    optimized_main(scr) 
    scr.save() 
    end_time = time() 
    execution_time = end_time - start_time 
    print(f"Завершено! Время выполнения: {int(execution_time)} секунд") 
 
if __name__ == "__main__": 
    main()

 from func import * 
from time import time 
from concurrent.futures import ThreadPoolExecutor 
import multiprocessing 
 
def process_chunk(args): 
    scr, start_y, end_y = args 
    for y in range(start_y, end_y): 
        for x in range(scr.size.x): 
            x_norm = x / scr.size.x * 2 - 1 
            y_norm = y / scr.size.y * 2 - 1 
            x_norm *= scr.aspect 
            if x_norm*x_norm + y_norm*y_norm <= 0.5: 
                scr.setPixel(x, y, Color(255, 255, 255)) 
            else: 
                scr.setPixel(x, y, Color(0, 0, 0)) 
 
def parallel_main(scr: Screen): 
    num_cores = multiprocessing.cpu_count() 
    chunk_size = scr.size.y // num_cores 
    chunks = [] 
    for i in range(num_cores): 
        start_y = i * chunk_size 
        end_y = start_y + chunk_size if i < num_cores-1 else scr.size.y 
        chunks.append((scr, start_y, end_y)) 
    with ThreadPoolExecutor(max_workers=num_cores) as executor: 
        executor.map(process_chunk, chunks) 
 
def main(): 
    scr = Screen() 
    scr.fill(Color(0, 0, 0)) 
    start_time = time() 
    parallel_main(scr) 
    scr.save() 
    end_time = time() 
    execution_time = end_time - start_time 
    print(f"Завершено! Время выполнения: {int(execution_time)} секунд") 
 
if __name__ == "__main__": 
    main()