Question

我正在操纵同样数据结构的多个实例，这些实例可以有四种状态之一。目前，我使用True / False对实现状态：

(True, True)
(True, False)
(False, True)
(False, False)

使用这些数据结构，我重复应用两个函数f，g其中

g((True, True)) = (True, False)
g((True, False)) = (True, True)
g((False, True)) = (False, False)
g((False, False)) = (False, True)

和

f((True, True)) = (False, False)
f((True, False)) = (False, True)
f((False, True)) = (True, False)
f((False, False)) = (True, True)

我可以改进这两种功能的数据结构吗？（我想优化速度。）

Answer 1

用于操纵这些状态的代码对性能的影响要大于存储状态的代码。您需要如何操纵它将决定存储它的最佳方式。如果不了解所涉及的算法，就不可能对数据表示进行评论。

状态是自然地表示为两个布尔值，还是四个不同的状态？

Answer 2

使用0..3范围内的整数，并使用位算术实现状态转换（g xors with 1; f xors with 3）。

Answer 3

使用每个州的符号表示来实现状态：

(True, True)    == 3 decimal or 11 binary
(True, False)   == 2 decimal or 10 binary
(False, True)   == 1 decimal or 01 binary
(False, False)  == 0 decimal or 00 binary

这是函数f和g

g((True, True)) = (True, False)
is the same as 
g(3) == 2 decimal
or 
XOR with 01 binary operation

g((True, False)) = (True, True)
is the same as 
g(2) == 3
or 
XOR with 01 binary operation

g((False, True)) = (False, False)
is the same as 
g(1) == 0
or 
XOR with 01 binary operation

g((False, False)) = (False, True)
is the same as 
g(0) == 1
or 
XOR with 01 binary operation

和

f((True, True)) = (False, False)
is the same as 
f(3) = 0
or 
XOR with 11 binary operation

f((True, False)) = (False, True)
is the same as 
f(2) = 1
or 
XOR with 11 binary operation

f((False, True)) = (True, False)
is the same as 
f(1) = 2
or 
XOR with 11 binary operation

f((False, False)) = (True, True)
is the same as 
f(0) = 3
or 
XOR with 11 binary operation

就是这样！希望我已经回答了你的问题。

Answer 4

您可以使用四叉树和四元组来存储状态。当您需要快速查找和需要查找子树时，查询会更有效。您可以进一步查看四叉树并使用怪物曲线。怪物曲线完整填充空间，但它仍然是一条曲线。沿着该曲线放置状态，您可以在2维中对它们进行排序，将其减少到1维。这就像拥有一个hierarchycal集群。最着名的怪物曲线是希尔伯特曲线。

Answer 5

嗯，最简单的做法是不使用函数，而是使用由结果给出的参数和值给出的键来构建两个字典f和g。

这比将对映射到0 ... 3并且使两个数组f和g（数组将比查找列表更快，numpy数组甚至更快），甚至两个函数更慢，因为事实上f(x)= 3-x（或按位不：~x）和g(x)=x^1（^是异或），这可能是最快的。

优化四态数据结构

5 个答案: