java - Python按位移位真的很慢吗？

Question

我一定忽略了一些东西，但真的不明白为什么Python代码这么慢......

计算数组中元素在 [−1,000,000..1,000,000] 范围内的唯一元素，并使用位 vector 来执行此操作。使用 BitSet 的 Java 代码比 Python 快大约 50 倍，Python 需要 9 秒。

这可能是因为当我初始化bitvector = 0时，Python没有保留足够的内存，并且位 vector 需要随着它的增长而被复制？

Python:

def solution(array):
    bitvector = 0
    count = 0
    for element in array:
        # transform -1,000,000 to 0 etc
        element_transformed = element + 1000000
        if bitvector >> element_transformed & 1 == 0:
            count += 1
            bitvector = bitvector | 1 << element_transformed

    return count

测试:

import unittest
import random

from .file1 import solution

class MySolutionTests(unittest.TestCase):
    def test_solution_random_all_unique(self):
        a = random.sample(range(-1000000, 1000001), 100000)
        self.assertEqual(100000, solution(a))

在 Java 中:

package mypackage;

import java.util.ArrayList;
import java.util.BitSet;
import java.util.List;


public class MyClass {

    public static int solution(List<Integer> array) {
        BitSet bitvector = new BitSet();
        int count = 0;

        for(int i = 0; i < array.size(); i++) {
            int elementTransformed = array.get(i) + 1000000;
            if(bitvector.get(elementTransformed) != true) {
                count++;
                bitvector.set(elementTransformed, true);
            }
        }
        return count;
    }

    public static void main(String[] args) {
        // TODO code application logic here
    }
}

测试:

package mypackage;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import org.junit.Test;
import static org.junit.Assert.*;

public class MyClassTest {

    public MyClassTest() {
    }

    @Test
    public void testSolutionLong_RandomAllUnique() {
        ArrayList array = new ArrayList();
        for(int i = -1000000; i < 1000000; i++) {
            array.add(i);
        }
        Collections.shuffle(array);
        assertEquals(100000, MyClass.solution(array.subList(0, 100000)));

    }  
}

Answer 1

只是想直接回答您提出的问题。要回答为什么Python需要9秒而Java快50倍并不是一个简单的问题。在这里您可以深入了解先前的讨论Is Python slower than Java/C#?

我喜欢的看法是，Java 是一种面向对象的语言，而 python 是基于对象的语言。

在查看按位操作时，Java 使用原始数据类型，由于没有装箱-拆箱操作和包装器作为抽象层，因此可以说速度更快。因此，在每次迭代时查看代码时，python 都会将整数重新包装为整数类型的对象，而 Java 则不会。

但是，我不会想当然地认为 Java 总是比 Python 快。这取决于您使用哪个库以及您要解决哪个问题!