我们来看看三种Python反转字符串方法的性能差距

Python知识大全

发布于 2020-02-13 16:05:51

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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？

Python的str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：