Question

sum = 0
x = 2**32
for i in range(x):
     sum=sum+i;
print sum

我在循环到MemoryError范围时获得2**32。有没有办法在不耗尽内存的情况下进行迭代？

Answer 1

range在内存中创建一个列表。使用xrange获取一个生成器对象，该对象在一段时间内为您提供一个数字。
有更好的方法可以将1到n之间的一系列数字相加，例如(n(n+1))/2。

Answer 2

对于蛮力方法，请尝试以下方法：

x = sum(i for i in xrange(2**32))

以上将更有效率，因为它使用xrange来懒惰地生成数字，并且它还使用带有sum()的生成器表达式来避免生成立即丢弃的临时数据。

但这仍需要一些时间，因为2**32是一个很大的数字。解决这个问题的聪明方法是使用@DeepSpace建议的公式：

n = 2**32 - 1
x = (n * (n + 1)) / 2

Answer 3

当您尝试创建包含前2 ^ 32个非负整数的列表（我在Windows 10系统上使用Python 2.7.11）时会发生这种情况：

>>> for i in range(2**32): pass
... 
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
OverflowError: range() result has too many items

有人可能会认为，如果问题是在内存中同时存在如此大量的项目，那么解决方案可能是通过生成器一次处理一个项目......但它不是：

>>> for i in xrange(2**32): pass
... 
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
OverflowError: Python int too large to convert to C long

xrange()内置函数的文档解释了出现此错误的原因：

CPython实现细节：xrange（）旨在简单快速。实现可能会对此实施限制。 Python的C实现将所有参数限制为本机C long（“短”Python整数），并且还要求元素的数量适合本机C long。

问题是2 ^ 32不能作为输入参数传递给xrange，因为该数字大于Python中最大“短”整数。试着这样说服自己：

>>> import sys
>>> sys.maxint       # 2^31-1
2147483647
>>> sys.maxint + 1   # 2^31 is automatically converted to "long" int
2147483648L
>>> 2**31
2147483648L

如果需要重复执行超过2 ^ 31次的计算（在以下示例中为2 ^ 34次），则可以使用嵌套for循环：

>>> loops = 0
>>> for i in xrange(2**4):
...    for j in xrange(2**30):
...        # do stuff
...        loops += 1
...
>>> loops
17179869184L
>>> 2**34
17179869184L

上面的代码是一个相当天真的解决方法。 while 循环似乎是一个更加充分的解决方案：

>>> loops = 0
>>> while loops < 2**34:
...    # do stuff
...    loops += 1
...
>>> loops
17179869184L

迭代到大范围时的Python内存错误

3 个答案: