性能：遍历一个数组，但排除一个元素

Question

我正在使用 Ruby on Rails 3.0.7，并且我想遍历一个对象数组（类实例），但不包括 id 等于 1 的元素（id 指的是数组[1]索引）。

我知道我可以在 each 语句内部使用 if 语句，然后检查每个“当前”/“考虑”的元素是否满足 id == 1。但由于数组中有很多数据，我希望找到另一种更高效的方法来完成相同的事情（避免每次运行 if）。

我该怎么做？

- user502052

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为什么不先确保数组不以id为1开始填充呢？ - Mark Thomas

为什么 Ruby 中没有类似于 array.except_element 的方法？ - Amol Pujari

Answer 1

1. 使程序正常工作
2. 个人资料
3. 优化

唐纳德·克努斯(Donald Knuth)曾说：

我们应该忘记小的效率问题，大约97%的时间都是这样：过早的优化是万恶之源。

现在，你可以做一些像这样的事情:

def f
  do_something
end

f 0
for i in 2..n
  f i
end

甚至可以这样做：

def f
  yield 0
  for i in 2..@n
    yield i
  end
end

f do |i|
  do_something
end

但是您可能并不想执行这样的操作，如果确实需要执行，那么只有在确定其重要性之后才会执行。

最后，假设这个丑陋的技巧确实使您的服务器运行速度略微提高。这值得吗？

- DigitalRoss

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+1，正是我想说的。通常情况下，if id == 1 的性能非常好。除非你在后续发现实际的性能问题，否则不必过于担心，然后启动你的分析器。 - Jordan Running

Answer 2

if语句是一种非常廉价的操作。您可以使用标准基准测试工具进行检查。

require "benchmark"

array = [1] * 100_000

Benchmark.bm do |bm|
  bm.report "with if" do
    array.each_with_index do |element, i|
      next if i == 1
      element - 1
    end
  end

  bm.report "without if" do
    array.each do |element|
      element - 1
    end
  end
end

结果：

                user     system      total        real
with if     0.020000   0.000000   0.020000 (  0.018115)
without if  0.010000   0.000000   0.010000 (  0.012248)

在一个包含 100,000 个元素的数组中，这只是大约 0.006 秒的差异。除非它成为瓶颈，否则您不必担心它，而我怀疑它会成为瓶颈。

- Simon Perepelitsa

Answer 3

a = ['a', 'b', 'c']
a.each_with_index.reject {|el,i| i == 1}.each do |el,i|
  # do whatever with the element
  puts el
end

在编程中，使用 IMHO 而不是自己的显式 if 语句可能是更好的选择。然而我相信，这将导致与使用 if 相同甚至稍微低一些的性能。

如果按照其他人建议进行基准测试后，您知道它所需的时间肯定比您允许的要慢，并且选择是导致缓慢的原因，那么可以通过多种方式轻松修改以删除选择：

a = ['a', 'b', 'c']
n = 1
(a.first(n) + a.drop(n + 1)).each do |el|
  # do whatever with the element
  puts el
end

不幸的是，我认为这种方法比简单的if语句运行得更慢。我认为可能有潜力提高速度的方法是：

a = ['a', 'b', 'c']
n = 1
((0...n).to_a+((n+1)...a.size).to_a).map{|i| a[i]}.each do |el|
  # do whatever with the element
  puts el
end

但这样做的可能性很高会更慢。

编辑

基准测试在this gist中。这些结果实际上让我感到惊讶，拒绝选项是迄今为止最慢的选项，其次是范围。在根本不删除元素的情况下表现最好的方法是使用first和drop来选择周围的所有元素。

使用无选择作为基线的百分比结果：

with if             146%
with first and drop 104%
without if          100%

显然，这高度取决于您对元素的操作，这是使用Ruby可能执行的最快操作进行测试的。 操作越慢，它们之间的差异就越小。 像往常一样：基准测试，基准测试，基准测试

- Nemo157

Answer 4

测试一个真正的for循环可能值得花费五分钟的时间。在Ruby圈子里可能会有所不同，但这并不意味着它从来没有价值。当您调用每个或映射或其他任何方法时，那些方法无论如何都使用for循环。避免绝对化。

这也取决于数组可以变得多大，在某些n下，其中一个可能比另一个更快。在这种情况下，绝对不值得。

如果您不需要特定元素，则可能不需要在数据库中存储该数据行。第1行和其余行之间有什么区别，换句话说，为什么要跳过它？具有id = 1的行始终具有相同的数据吗？如果是这样，将其存储为常量可能更好，并且会使您的问题无关紧要。性能几乎总是会占用更多的内存。

除非Rails 3采用不同的方式，您提取数据并使用id作为查找器键，id = 1将位于元素0中。

不幸的是，Knuth 的话经常被误解，并被用来为那些本应该避免写出的低效代码辩护，这些代码只要程序员足够受过教育并花费 5 秒钟思考就不会存在。当然，如果你不知道代码存在问题或者问题很小，花一周时间尝试加速它也是有问题的，但这更接近 Knuth 所说的内容。性能是计算机科学中最被误解和滥用的概念之一。

- butthead