如何使用python一次运行多个计算？

Question

我最近开始使用 python 并尝试学习我已经设置了一个能够同时运行两个代码块的任务。我有 1 块代码来生成素数并将其附加到列表中primes=[]for num in range(1,999999999999 + 1):     if num > 1:         for i in range(2,num):             if (num % i) == 0:                 break         else:             primes.append(num)另一个使用素数的代码会生成找到完美的数字limit = 25000000000000000000for p in primes():    pp = 2**p    perfect = (pp - 1) * (pp // 2)    if perfect > limit:        break    elif is_prime(pp - 1):        print(perfect)我听说过与导入线程有关的事情或类似的事情，但我对此感到非常困惑，如果有人可以通过给我明确的指示来帮助我，将不胜感激。我现在才学习 python 大约一个星期。最后一点，我没有自己编写这些计算，但我已经将它们修改为我需要的

Answer 1

您可以使用该multiprocessing库来完成此操作。基本思想是有两组流程。第一个过程可以queue用素数填充 a，然后您可以委托其他过程来处理这些素数并打印您的完美数字。

我确实做了一些更改并实现了一个基本is_prime功能。（请注意，对于此实现，您只需要检查直到数字的平方根）。有更好的方法，但这不是这个问题的目的。

无论如何，我们的append_primes函数与您的第一个循环相同，除了不是将素数附加到列表中，而是将素数放入队列中。我们需要某种信号来表明我们已经完成了附加素数，这就是我们q.put("DONE")最后的原因。"DONE"只要处理得当，它是任意的，可以是您想要的任何类型的信号。

然后，这perfect_number有点像你的第二个循环。它接受一个素数并打印出一个完美数（如果存在）。您可能希望将其退回，但这取决于您的要求。

最后，运行和执行多处理的所有逻辑都必须位于一个if __name__ == "__main__"块内，以避免在文件被腌制并发送到新进程时一遍又一遍地重新运行。我们初始化我们的队列并创建/启动将素数附加到该队列的过程。

当它运行时，我们创建了我们自己的多处理池版本。标准 mp 池不与队列一起玩，所以我们必须有点花哨。我们初始化我们想要运行的最大进程数，并将其设置为当前 cpu 计数减 1（因为 1 将运行该append_primes函数。

我们循环q直到"DONE"返回（记住，这是我们的信号来自append_primes）。我们将不断循环处理进程池，直到找到可用的进程。一旦发生这种情况，我们将创建并启动该过程，然后继续进行下一个数字。

processes最后，我们进行一些清理，并通过调用哪些块来确保所有内容都完成，Process.join()直到进程完成执行。我们也确保prime_finder已经完成。

import multiprocessing as mp

import os

import queue

import time

def is_prime(n):

    """ Returns True if n is prime """

    for i in range(2, int(n**0.5)):

        if n%i == 0:

            return False

    return True

def append_primes(max, q):

    """ Searches for primes between 2 and max and adds them to the Queue (q) """

    pid = os.getpid()

    for num in range(2, int(max)+1):

        if is_prime(num):

            print(f"{pid} :: Put {num} in queue.")

            q.put(num)

    q.put("DONE") # A signal to stop processing

    return

def perfect_number(prime, limit = 25000000000000000000):

    """ Prints the perfect number, if it exists, given the prime """

    pp = 2**prime

    perfect = (pp - 1) * (pp // 2)

    if perfect > limit:

        return

    if is_prime(pp - 1):

        print(f"{os.getpid()} :: Perfect: {perfect}", flush = True)

    return

if __name__ == "__main__":

    q = mp.Queue()

    max = 1000  # When to stop looking for primes

    prime_finder = mp.Process(target = append_primes, args = (max, q,))

    prime_finder.start()

    n_processes = os.cpu_count() - 1 # -1 because 1 is for prime_finder

    processes = [None]*n_processes

    for prime in iter(q.get, "DONE"):

        proc_started = False

        while not proc_started: # Check each process till we find an 'available' one.

            for m, proc in enumerate(processes):

                if proc is None or not proc.is_alive():

                    processes[m] = mp.Process(target = perfect_number, args = (prime, ))

                    processes[m].start()

                    proc_started = True  # Get us out of the while loop

                    break                # and out of the for loop.

    for proc in processes:

        if proc is None: # In case max < n_processes

            continue

        proc.join()

    prime_finder.join()

如果您只想查看完美数字，请注释掉其中的print语句。append_primes前面出现的数字是进程的ID（只是为了让你可以看到有多个进程同时工作）

Answer 2

当您可以将第二个循环的逻辑放在第一个循环中时，为什么要同时执行 2 个 for 循环：只是使用 bool 来确定您是否已达到限制，而不是完美循环中的 break。

你也不需要检查if num > 1。只需从范围开始2

primes=[]

limit = 25_000_000_000_000_000_000

reached_limit = False

def is_prime(n):

    return 2 in [n,2**n%n]

for num in range(2, 1_000_000_000_000): 

    for i in range(2,num): 

        if (num % i) == 0: 

            break 

    else: 

        primes.append(num)

        if not reached_limit:

            pp = 2 ** num

            perfect = (pp - 1) * (pp // 2)

            if perfect > limit:

                reached_limit = True

            elif is_prime(pp-1):

                print(perfect)