pythonで、このプログラムを高速化したいです

python
1β=0.48/10000
2γ=0.2857
3def 未感染者(n):
4    if n==0:
5        return 10000
6    else:
7        return 未感染者(n-1)-β*未感染者(n-1)*感染者(n-1)
8
9def 感染者(n):
10    if n==0:
11        return 2
12    else:
13        return 感染者(n-1)+β*未感染者(n-1)*感染者(n-1)-γ*感染者(n-1)
14
15def 回復者(n):
16    if n==0:
17        return 0
18    else:
19        return 回復者(n-1)+γ*感染者(n-1)
20
21for i in range (101):
22    a=未感染者(i)
23    print(i,'日目の未感染者は',a,'人です')
24    b=感染者(i)
25    print(i,'日目の感染者は',b,'人です')
26    c=回復者(i)
27    print(i,'日目の回復者は',c,'人です')
28
29```このコードを高速化したいのですが、何かいい方法はありますか？
30いろいろと調べてみたのですが、よくわからないので教えていただけると助かります。
31コードが動くことは確認済みです。

tiitoi

2020/07/21 10:47

日本語のような2バイト文字を関数名や変数名に使うのは違和感があるので、英語にしていただけますか？

shun_ya

2020/07/21 11:32

わかりました。この質問は解決したので、次回から気を付けます。

行動規範の内容に同意します

回答3件

@functools.lru_cacheを使うのがお手軽です。関数の呼び出しをメモ化してくれます。

Python
1from functools import lru_cache
2
3β=0.48/10000
4γ=0.2857
5
6@lru_cache(100)
7def 未感染者(n):
8    if n==0:
9        return 10000
10    else:
11        return 未感染者(n-1)-β*未感染者(n-1)*感染者(n-1)
12
13@lru_cache(100)
14def 感染者(n):
15    if n==0:
16        return 2
17    else:
18        return 感染者(n-1)+β*未感染者(n-1)*感染者(n-1)-γ*感染者(n-1)
19
20@lru_cache(100)
21def 回復者(n):
22    if n==0:
23        return 0
24    else:
25        return 回復者(n-1)+γ*感染者(n-1)
26
27for i in range (101):
28    a=未感染者(i)
29    print(i,'日目の未感染者は',a,'人です')
30    b=感染者(i)
31    print(i,'日目の感染者は',b,'人です')
32    c=回復者(i)
33    print(i,'日目の回復者は',c,'人です')

投稿2020/07/21 10:49

8524ba23

総合スコア38341

shun_ya

2020/07/21 11:31

そんな関数が存在するんですね、教えていただきありがとうございます！

行動規範の内容に同意します

ベストアンサー

もっと効率的な書き方があると思いますが、下記で鬼速度になりました！
再帰で遅くなっていると思います。再帰で計算なさっているところの過去のn-1の値は計算済みなのでlistに入れて
再利用することで高速化しています。

Python
1β=0.48/10000
2γ=0.2857
3
4list_未感染者 = []
5list_感染者 = []
6list_回復者 = []
7
8def 未感染者(n):
9    if n==0:
10        list_未感染者.append(10000)
11        return 10000
12    else:
13        list_未感染者.append(list_未感染者[n-1]-β*list_未感染者[n-1]*list_感染者[n-1])
14        return list_未感染者[n]
15
16def 感染者(n):
17    if n==0:
18        list_感染者.append(2)
19        return 2
20    else:
21        list_感染者.append(list_感染者[n-1]+β*list_未感染者[n-1]*list_感染者[n-1]-γ*list_感染者[n-1])
22        return list_感染者[n]
23
24def 回復者(n):
25    if n==0:
26        list_回復者.append(0)
27        return 0
28    else:
29        list_回復者.append(list_回復者[n-1]+γ*list_感染者[n-1])
30        return list_回復者[n]
31
32for i in range (101):
33    a=未感染者(i)
34    print(i,'日目の未感染者は',a,'人です')
35    b=感染者(i)
36    print(i,'日目の感染者は',b,'人です')
37    c=回復者(i)
38    print(i,'日目の回復者は',c,'人です')

投稿2020/07/21 10:50

aokikenichi

総合スコア2240

shun_ya

2020/07/21 11:32

なるほど、ありがとうございます！

行動規範の内容に同意します

p1.py

python3
1a, b, c = [10000, 2, 0]
2for i in range (1001):
3    print(f"{i: 4d}日目: 未感染者: {a: >8.2f} 人、感染者:{b: >8.2f} 人, 回復者: {c: >8.2f}")
4    a, b, c = [a * (1 - β * b), b * (1 + β * a - γ), c + γ * b]
5
6#  100日目: 未感染者:  3051.41 人、感染者:    0.68 人, 回復者:  6949.91
7# real	0m0.130s
8# user	0m0.056s
9# sys	0m0.062s
10
11#  1000日目: 未感染者:  3050.70 人、感染者:    0.00 人, 回復者:  6951.30
12# real	0m0.134s
13# user	0m0.062s
14# sys	0m0.053s