如何优化使用字典替代多if-elif判断温度描述的Python代码效率

原有实现除了性能问题外，还存在两个小问题：函数名deternmine拼写错误，且缺失40℃~41℃的区间覆盖，会导致该范围温度返回None。性能问题的根源如下：

• 每次调用函数都会重复生成10个区间列表，产生大量不必要的内存开销和初始化耗时
• 遍历所有字典键值对做temp in 列表判断，列表的in操作是线性遍历，整体时间复杂度为O(n)，n为区间数量，区间越多性能越差

以下是不同场景的优化方案：

方案1：bisect二分查找实现（最通用，性能最优） #

适合区间数量多、划分细的场景，时间复杂度稳定O(log n)，几乎不受区间数量影响，比原实现性能高几十到上百倍。

import bisect

# 常量放到函数外部，只初始化一次
TEMP_THRESHOLDS = [-20, 0, 6, 11, 16, 21, 26, 31, 36, 40, 46]
TEMP_DESCRIPTIONS = [
    'FREEZING',
    'very cold',
    'cold',
    'chilly',
    'cool',
    'warm',
    'hot',
    'very hot',
    'dangerously hot',
    'extremely dangerously hot'
]

def determine_temp(temp):
    temp_val = int(temp.replace('°', '').strip())
    # 超出范围可自定义返回值
    if temp_val < TEMP_THRESHOLDS[0] or temp_val >= TEMP_THRESHOLDS[-1]:
        return 'out of range'
    idx = bisect.bisect_right(TEMP_THRESHOLDS, temp_val) - 1
    return TEMP_DESCRIPTIONS[idx]

方案2：预构建温度映射字典（当前场景最快，O(1)查找） #

你的场景温度范围只有-20℃~45℃，范围极小，可以预先生成所有温度值对应的描述，每次查找直接取字典值，速度最快。

# 只初始化一次
TEMP_MAP = {}
TEMP_RULES = [
    (-20, 0, 'FREEZING'),
    (0, 6, 'very cold'),
    (6, 11, 'cold'),
    (11, 16, 'chilly'),
    (16, 21, 'cool'),
    (21, 26, 'warm'),
    (26, 31, 'hot'),
    (31, 36, 'very hot'),
    (36, 40, 'dangerously hot'),
    (40, 46, 'extremely dangerously hot')
]
for low, high, desc in TEMP_RULES:
    for t in range(low, high):
        TEMP_MAP[t] = desc

def determine_temp(temp):
    temp_val = int(temp.replace('°', '').strip())
    return TEMP_MAP.get(temp_val, 'out of range')

方案3：字典内置判断函数（符合字典内置函数的需求） #

如果希望用字典结构维护逻辑，可以把值换成判断函数，避免生成大量列表，判断速度比原实现快很多。

# 只初始化一次
TEMP_RULES = {
    'FREEZING': lambda x: -20 <= x < 0,
    'very cold': lambda x: 0 <= x < 6,
    'cold': lambda x: 6 <= x < 11,
    'chilly': lambda x: 11 <= x < 16,
    'cool': lambda x: 16 <= x < 21,
    'warm': lambda x: 21 <= x < 26,
    'hot': lambda x: 26 <= x < 31,
    'very hot': lambda x: 31 <= x < 36,
    'dangerously hot': lambda x: 36 <= x < 40,
    'extremely dangerously hot': lambda x: 40 <= x < 46
}

def determine_temp(temp):
    temp_val = int(temp.replace('°', '').strip())
    for desc, condition in TEMP_RULES.items():
        if condition(temp_val):
            return desc
    return 'out of range'

内容的提问来源于stack exchange，提问作者lizardowl5151