在Python中高效地查找数组的范围？

Question

有没有一种被广泛接受且高效的方法来查找Python中数字列表的范围（即最大值-最小值）？我尝试使用循环，并知道可以使用减法通过min和max函数。我只是想知道是否有一种更快的内置方法。

- dinkelk

Answer 1

如果您需要高性能，请尝试使用Numpy。函数numpy.ptp计算数组中值的范围（即max-min）。

- nneonneo

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我无论如何都在使用numpy。这正是我正在寻找的！你比其他人先回答了1分钟，所以你得到了勾选标记 ;) - dinkelk

我仍然想要一个能够返回最小值和最大值的元组的 numpy 函数/方法 :o( - heltonbiker

Answer 2

您不太可能找到比min和max函数更快的东西。

您可以编写一个minmax函数，它只需要进行一次遍历来计算两个值，而不是两次遍历，但您应该对其进行基准测试以确保它更快。如果它是用Python本身编写的，那么它可能不会更快，但是添加到Python中的C例程可能会做到这一点。类似于（伪代码，即使它看起来像Python）：

def minmax (arr):
    if arr is empty:
        return (None, None)
    themin = arr[0]
    themax = arr[0]
    for each value in arr[1:]:
        if value < themin:
            themin = value
        else:
            if value > themax:
                themax = value
    return (themin, themax)

另一种可能性是在数组周围插入自己的类（如果想要直接使用真实数组，则可能不可行）。这基本上会执行以下步骤：

• 标记初始空数组为干净。
• 如果将第一个元素添加到数组中，则将themin和themax设置为该值。
• 如果向非空数组添加元素，则根据新值与它们的比较方式设置themin和themax。
• 如果删除等于themin或themax的元素，则标记数组为脏。
• 如果从干净的数组请求最小值和最大值，则返回themin和themax。
• 如果从脏数组请求最小值和最大值，则使用上述伪代码中的循环计算themin和themax，然后将数组设置为干净。

这样做的作用是缓存最小值和最大值，以便在最坏的情况下，只需要偶尔进行大量计算（在删除作为最小值或最大值的元素之后）。所有其他请求都使用缓存的信息。

此外，添加元素可以使themin和themax保持最新，而无需进行大量计算。

而且，可能更好的是，您可以为每个themin和themax维护一个脏标志，以便污染其中一个仍然允许您使用另一个的缓存值。

- paxdiablo

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仅仅是对语义的小挑剔...我会称min和max为内置函数，而不是方法... - mgilson

你可以将其更改为 elif value > themax:，因为在有序字段中，一个值不可能既大于另一个值又小于它。在随机分布的列表上，这应该会显著减少比较次数。 - Joel Cornett

mgilson：谢谢，已经修复了。Joel，你说得好，我也把它修复了。 - paxdiablo

Answer 3

如果您使用Numpy，并且有一个1-D数组（或可以从列表中快速创建一个），那么有函数numpy.ptp()：

http://docs.scipy.org/doc/numpy/reference/generated/numpy.ptp.html

- heltonbiker