Comment `range()` de Python 3 permet-il une vérification d'adhésion aussi rapide pour un grand nombre ?

Les performances surprenantes de range(n) dans Python 3

Dans Python 3, la fonction générateur de plage est connue pour sa vitesse exceptionnelle lorsque vérifier l'appartenance d'un grand nombre à son aire de répartition. Ce comportement semble contre-intuitif compte tenu du nombre immense d’entiers qui devraient apparemment être itérés. Comment l'objet range atteint-il cette efficacité remarquable ?

La séquence intelligente : Range en Python 3

Contrairement aux attentes, l'objet range en Python 3 ne pré- générer toute sa gamme d’entiers. Au lieu de cela, il agit comme une séquence intelligente qui calcule les nombres à la demande lors de l'itération. Il stocke uniquement le point de départ, le point d'arrêt et la taille du pas, ce qui lui permet de calculer des valeurs individuelles ou des sous-plages selon les besoins.

La méthode optimisée contient

L'objet range implémente également une méthode contains hautement optimisée. Cette méthode évalue si un nombre donné est dans la plage sans analyser la séquence entière. Au lieu de cela, il effectue un calcul mathématique impliquant le point de départ, le point d'arrêt et la taille du pas. Ce calcul est exécuté dans du code C optimisé, ce qui entraîne une complexité temporelle quasi constante.

Exemple de mise en œuvre d'un objet de plage simplifié

Pour illustrer le concept, considérons un exemple simplifié implémentation de notre propre objet range :

class my_range:
    # ... other methods as described in the question and answer ...
    def __contains__(self, num):
        if self.step < 0:
            if not (self.stop < num <= self.start):
                return False
        else:
            if not (self.start <= num < self.stop):
                return False
        return (num - self.start) % self.step == 0

Cet exemple démontre les principes de base derrière la méthode efficace contient de l'objet de plage. Il calcule l'appartenance à une plage sans parcourir toute la plage.

En résumé, l'objet range dans Python 3 est une structure de données soigneusement conçue qui combine le calcul à la demande avec une méthode optimisée contient. Cette conception lui permet d'effectuer des contrôles de confinement pour un grand nombre dans une plage étendue avec une efficacité remarquable.

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