基于python代码,实现500个节点进行随机多项式,计算运行时间和所占内存,然后将节点分区按照四种方法分区之后,再次计算得出时间和内存的对比结果,并绘折线图对比

时间: 2024-03-12 07:47:08 浏览: 15
好的,我理解了你的要求。这是一个比较复杂的任务,需要分几个步骤来完成。 首先,我们需要生成500个随机多项式,可以使用Python的NumPy库来实现。代码如下: ```python import numpy as np # 生成随机多项式 def random_polynomial(): degree = np.random.randint(1, 10) coeffs = np.random.randn(degree + 1) return np.poly1d(coeffs) # 生成500个随机多项式 polynomials = [random_polynomial() for i in range(500)] ``` 接下来,我们需要计算运行时间和所占内存。可以使用Python的time和memory_profiler库来实现。代码如下: ```python from time import time from memory_profiler import memory_usage # 计算运行时间和所占内存 def run_and_measure(func): start_time = time() mem_usage = memory_usage(func) end_time = time() run_time = end_time - start_time mem_usage = max(mem_usage) - min(mem_usage) return run_time, mem_usage # 测试随机多项式的运行时间和所占内存 for poly in polynomials: run_time, mem_usage = run_and_measure(lambda: poly(np.random.randn())) print(f"Run time: {run_time:.6f} s, Memory usage: {mem_usage:.6f} MiB") ``` 接下来,我们需要将节点分区。可以使用Python的scikit-learn库中的KMeans、AgglomerativeClustering、DBSCAN和SpectralClustering算法来实现。代码如下: ```python from sklearn.cluster import KMeans, AgglomerativeClustering, DBSCAN, SpectralClustering # 将节点分区 def partition_nodes(polynomials, n_clusters, algorithm): X = np.array([poly(np.random.randn()) for poly in polynomials]) if algorithm == "kmeans": model = KMeans(n_clusters=n_clusters) elif algorithm == "agglomerative": model = AgglomerativeClustering(n_clusters=n_clusters) elif algorithm == "dbscan": model = DBSCAN(eps=0.5, min_samples=5) elif algorithm == "spectral": model = SpectralClustering(n_clusters=n_clusters, affinity="nearest_neighbors") else: raise ValueError(f"Invalid algorithm: {algorithm}") labels = model.fit_predict(X) return labels # 测试将节点分区的运行时间和所占内存 for algorithm in ["kmeans", "agglomerative", "dbscan", "spectral"]: labels = run_and_measure(lambda: partition_nodes(polynomials, 10, algorithm)) print(f"Algorithm: {algorithm}, Run time: {run_time:.6f} s, Memory usage: {mem_usage:.6f} MiB") ``` 最后,我们需要绘制折线图对比。可以使用Python的matplotlib库来实现。代码如下: ```python import matplotlib.pyplot as plt # 绘制折线图对比 def plot_comparison(data, labels): for i, label in enumerate(labels): plt.plot(data[i], label=label) plt.legend() plt.show() # 计算随机多项式的运行时间和所占内存 random_times = [] random_mem_usage = [] for poly in polynomials: run_time, mem_usage = run_and_measure(lambda: poly(np.random.randn())) random_times.append(run_time) random_mem_usage.append(mem_usage) # 计算将节点分区的运行时间和所占内存 partition_times = [] partition_mem_usage = [] for algorithm in ["kmeans", "agglomerative", "dbscan", "spectral"]: labels = partition_nodes(polynomials, 10, algorithm) run_time, mem_usage = run_and_measure(lambda: partition_nodes(polynomials, 10, algorithm)) partition_times.append(run_time) partition_mem_usage.append(mem_usage) # 绘制折线图对比 plot_comparison([random_times, partition_times], ["Random", "Partition"]) plot_comparison([random_mem_usage, partition_mem_usage], ["Random", "Partition"]) ``` 这样就完成了你的要求。请注意,这只是一个简单的示例,实际的代码中可能需要进行更多的优化和改进。同时,对于不同的机器和系统,运行时间和内存占用可能会有所不同。

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