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Trato de optimizar este sencillo código para reducir el tiempo de ejecución.

No consigo proponer nada que ayude a la solución. He conseguido otros códigos que reduzcan el tiempo, pero no consigo hacerlo sobre este.

def squaresum(n):
"""Returns the sum of squares of first n natural numbers.

Parameters:
    n (int): positive integer.

Returns:
    (int): sum of squares from 1 to n (inclusive).
"""
total = 0
operands = []
for i in range(1, n + 1):
    aux = pow(i, 2)
    operands.append(aux)

for op in operands:
    total = total + op

return total

He observado los tiempos de ejecución por línea con :

%load_ext line_profiler

%lprun -f squaresum squaresum(2)

4 respuestas 4

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Otra forma de mejorar la función es aplicando el hecho de que:

La suma de los cuadrados de los primeros n números naturales es igual a:

n(n+1)(2n+1)/6

Esta forma de hacerlo es, por supuesto, puramente matemática.

Por lo que tendríamos que:

def squaresum(n):
    """Returns the sum of squares of first n natural numbers.

    Parameters:
    n (int): positive integer.

    Returns:
    (int): sum of squares from 1 to n (inclusive).
    """
    return n * (n + 1) * (2 * n + 1) // 6;
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  • Buena respuesta aunque no era exactamente lo que buscaba, pero gracias por tu propuesta.
    – uland
    Commented el 20 may. 2021 a las 15:53
  • Sin duda esta es la forma más óptima y eficiente, precisamente por ser puramente matemática. Alguien más debería votarla! Commented el 23 may. 2021 a las 22:32
2

El tiempo de tu primer ciclo for se puede reducir con una compresion de lista y para la suma se puede utilizar la funcion sum(iterable)

 %load_ext line_profiler
def squaresum(n):
  """Returns the sum of squares of first n natural numbers.
  
  Parameters:
      n (int): positive integer.

  Returns:
      (int): sum of squares from 1 to n (inclusive).
  """
  operands = [pow(1,2) for i in range(1, n+1)]
  total = sum(operands)

  return total
%lprun -f squaresum squaresum(2)

Donde para %lprun -f squaresum squaresum(10000000) el tiempo total es Total time: 4.21687 s Lo que es mas que bien a diferencia de tu codigo anterior que tardaba algo de 24s

2

Puedes ir haciendo la suma a medida que haces el for:

import time

def squaresum(n):
    total = 0
    operands = []
    for i in range(1, n + 1):
        aux = pow(i, 2)
        operands.append(aux)
    for op in operands:
        total = total + op
    return total


def squaresum2(n):
    val = 0
    for x in range(1, n + 1):
        val += x * x
    return val

numero = 10_000_000

i = time.time()
print(squaresum(numero))  # Devuelve 333333383333335000000
f = time.time()
print(f'Tiempo: {f-i}')  # Tiempo 3.2003238201141357

i = time.time()
print(squaresum2(numero))  # Devuelve 333333383333335000000
f = time.time()
print(f'Tiempo: {f-i}')  # Tiempo 0.7048771381378174

Y si lo único que quieres es modificar tu código, te bastaría con devolver la suma de operands que ya es una lista con los cuadrados (aunque es más rápido aprovechar el bucle for para la suma, como te he puesto antes):

def squaresum(n):
    total = 0
    operands = []
    for i in range(1, n + 1):
        aux = i * i
        operands.append(aux)
    return sum(operands)
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Para mejorar los tiempos de ejecución usa i * i en lugar de pow(i, 2).

def squaresum(n):
    """Returns the sum of squares of first n natural numbers.

    Parameters:
    n (int): positive integer.

    Returns:
    (int): sum of squares from 1 to n (inclusive).
    """
    return sum(i * i for i in range(1, n + 1))
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  • 1
    Otra optimización que se puede hacer a este código es quitar los corchetes de sum([i * i for i in range(1, n + 1)]) ya que sino primero se crea una lista y luego se la recorre. En cambio sin los corchetes, se crea un objeto generador.
    – Dante S.
    Commented el 20 may. 2021 a las 13:22
  • Gracias; siempre se me olvida el detallito.
    – Candid Moe
    Commented el 20 may. 2021 a las 14:01
  • De nada Candid Moe c:
    – Dante S.
    Commented el 20 may. 2021 a las 14:13

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