在Python中使用查找表

Question

我正在使用python自动化一个压电液滴发生器。对于脉冲长度的每一个值，都会有一个合适的电压值，以产生一个信号来释放一个液滴。此电压值在每次运行时都会不断变化(例如，+或-10)。所以我有一个数据库，里面有每个脉冲长度的不同电压值。

我想知道一些关于在python中使用查找表的事情。对于我的任务，我希望选择一个从15到70的随机脉冲长度，并将该值与数据库中的特定电压范围相关联(例如:对于值17，我希望程序访问查找表并返回电压范围35-50)。有没有可能取整个范围而不只是单个值。因为我刚接触编码和python，所以我不是很确定。欢迎任何帮助。谢谢。

Answer 1

由于我们没有得到任何关于应该将哪些范围与哪些值相关联的进一步信息，我假设您会将我的答案转给您自己的问题。

在python中，查找表被称为dictionary。它们由大括号表示。

简单的例子：

myDict = {1: [1, 2, 3, 4, 5],
          2: [2, 3, 4, 5, 6],
          3: [3, 4, 5, 6, 7]}

在这里，您创建了一个包含三个条目的字典: 1、2、3。每个条目都有一个与之相关联的范围。在这个例子中，它是逻辑range(i, i+5)。

你可以像查询列表一样查询你的“查找表”：

print(myDict[2])
>>> [2, 3, 4, 5, 6]

(请注意，[2]不是索引#2，而实际上是您要查找的值2 )

通常，您不希望手动创建字典，而是希望自动构建它。例如，通过结合使用dict和zip，您可以将两个相同长度的列表合并到一个字典中

indices = range(15, 76) # your values from 15 to 75
i_ranges = [range(i, i+5) for i in indices] # this constructs your ranges
myDict = dict(zip(indices, i_ranges)) # zip together the lists and make a dict from it
print(myDict[20])
>>> [20, 21, 22, 23, 24]

顺便说一句，您并不局限于整数和列表。你也可以这样做：

myFruits = {'apples': 20, 'cherries': 50, 'bananas': 23}
print(myFruits['cherries'])
>>> 50

Answer 2

如果你能把你的数据库放在一个大的数组中(如果你的数据库不是太大)，numpy就是你的选择。

下面是一个简单的例子：

import numpy

my_array = numpy.zeros([3, 8], dtype=numpy.uint8)

这将输出以下数组：

array([[ 0.,  0.,  0.,  0.,  0.,  0.,  0.,  0.],
   [ 0.,  0.,  0.,  0.,  0.,  0.,  0.,  0.],
   [ 0.,  0.,  0.,  0.,  0.,  0.,  0.,  0.]])

在那里，您可以使用以下代码行访问该数组：

my_array[0]

它将输出第一行：

array([ 0.,  0.,  0.,  0.,  0.,  0.,  0.,  0.])

您可以对列执行相同的操作：

my_array[:, 0]

它将输出第一列：

array([ 0.,  0.,  0.])

使用字典也是一个很好的方法。

然而，numpy是用C语言编写的，比python集成函数要快得多。它提供了许多有用的功能，如均值、标准差，其中(检查数组中的值存在的位置)

您还可以使用numpy创建更复杂的数组，并轻松地探索它们

Answer 3

下面是一个线性插值查找实现：

from bisect import bisect_left

def lookup(x, xs, ys):
    if x <= xs[0]:  return ys[0]
    if x >= xs[-1]: return ys[-1]

    i = bisect_left(xs, x)
    k = (x - xs[i-1])/(xs[i] - xs[i-1])
    y = k*(ys[i]-ys[i-1]) + ys[i-1]

    return y

用于测试：

xs = [1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256]
ys = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]
i_xs = [i/1000-500 for i in range(1000000)]

start_time = time.time()
ys = [lookup(x, xs, ys) for x in i_xs]
print("%s secs" % (time.time() - start_time))

我大概有1.8秒的时间。