0

При увеличении количества точек, или максимальной длинны соединения программа начинает подтормаживать, подскажите как корректно интегрировать в данный код модуль multyprocessing, я хочу использовать параллельные процессы в функции def lines() для оптимизации работы двухуровневого цикла for. А конкретно вычислять верхний уровень for с помощью мульти-процессов.

Заранее спасибо!

import tkinter as tk                    #Нужен для визуального оформления программы
import ctypes                           #Нужен для получения размеров монитора
import random                           
import math                             

inf             = ctypes.windll.user32          #Получаем все сведенья о системе
width           = inf.GetSystemMetrics(0)       #Получаем ширину экрана
height          = inf.GetSystemMetrics(1)       #Получаем высоту экрана
particles       = []                            #Массив для хранения всех чатиц, т.е. объектов класса Particle
mode            = 'b'                           #Это тип цветовой палитры, понажимайте на клавиатуре 'r', 'g', 'b', 'w', 'o', 'd', последнее рекомендуется нажать пару раз
colors          = ''                            #Этот параметр нужен для работы цветовой палитры  mode == 'd'
cnf             = {                             #Список параметров
    'bgcolor'         : 'black',                #Цвет фона
    'particlecolor'   : 'blue',                 #Цвет частицы
    'particleradiuse' : 3,                      #Радиус частицы
    'particalcount'   : 40,                     #Количество частиц
    'particalspeed'   : 5,                      #Максимальная скорость частицы
    'linelenght'      : 200,                    #Радиус, в пределах которого строится соединени данной точки с другой 
    'brightness'      : 90                      #Это параметр отвечает за яркость линий соединений, чем выше, тем бледнее линии соединений
}

root = tk.Tk()                                  
root.attributes('-fullscreen', True)            #При запуске програмы сразу             открываем окно на полный экран

c1 = tk.Canvas(root, width = 100, height = 1000, bg = cnf['bgcolor'],highlightthickness = 0, cursor= 'None')    #Создаем Canvas, размеры потом поменяются
c1.focus_set()                          #Делаем наше окно активным
c1.pack(fill = 'both', expand = 1)      #Растягиваем Canvas на весь экран

class Particle():
    '''Класс создания частиц, и редактирования их свойств'''
    def __init__(self):
        '''Задаем произвольную позицию'''
        self.x = random.randint(cnf['particleradiuse'], width -cnf['particleradiuse']) 
        self.y = random.randint(cnf['particleradiuse'], height -cnf['particleradiuse'])
        '''Задаем произвольную скорость в +- диапозоне от максимальной'''
        self.xspeed = random.random()*cnf['particalspeed']*2-cnf['particalspeed']
        self.yspeed = random.random()*cnf['particalspeed']*2-cnf['particalspeed']

    def position(self):
        '''Изменяем позицию частицы, учитывая собственную скорость и столкновение с краем экрана'''
        if self.x+self.xspeed+cnf['particleradiuse'] >= width or self.x+self.xspeed-cnf['particleradiuse'] <= 0:
            self.xspeed *= -1       #При привышении границ экрана менять горизонтальную скорость на противоположную
        if self.y+self.yspeed+cnf['particleradiuse'] >= height or self.y+self.yspeed-cnf['particleradiuse'] <= 0:
            self.yspeed *= -1       #При привышении границ экрана менять вертикальную скорость на противоположную
        '''Меняем координаты прибавив скорость'''
        self.x += self.xspeed
        self.y += self.yspeed

    def coords(self, axis):
        '''Метод возвращает координаты точки'''
        if axis == 'x':
            return self.x
        else:
            return self.y

    def redraw(self):   
        '''Функция отрисовки частицы'''
        try:
            self.circle = c1.create_oval(self.x-cnf['particleradiuse'], self.y-cnf['particleradiuse'], self.x+cnf['particleradiuse'], self.y+cnf['particleradiuse'], fill = cnf['particlecolor'], width = 1)
        except:
            pass

def redrawParticles():
    '''Основная функция'''
    while True:
        try:
            '''Перехватываем нажатия с клавиатуры для изменения цветовой палитры или завершения программы'''
            c1.bind("<r>", lambda event: changemode('r'))       #красная тема
            c1.bind("<g>", lambda event: changemode('g'))       #зеленая
            c1.bind("<b>", lambda event: changemode('b'))       #синяя
            c1.bind("<w>", lambda event: changemode('w'))       #серая
            c1.bind("<d>", lambda event: changemode('d'))       #все линии одного случайного цета
            c1.bind("<o>", lambda event: changemode('o'))       #каждая линия случайного цвета
            c1.bind("<Escape>", lambda event: root.destroy())   #Завершение программы
        except:
            '''Если root.destroy то программа завершается'''
            break
        try:
            '''Отчицаем Canvas для следующего кадра'''
            c1.delete('all')
        except:
            pass
        for i in range(cnf['particalcount']):
            '''Для каждой частицы рассчитываем новое положение и отрисовываем частицу там'''
            particles[i].position()
            particles[i].redraw()
        lines()         #Рисуем соединения между частиц
        root.update()   #Обновляем root для отображения результата

def changemode(new_mode):
    global mode, colors
    '''Меняем цвет для режима d'''
    colors = '#'+str(random.randint(0, 9))+str(random.randint(0, 9))+str(random.randint(0, 9))+str(random.randint(0, 9))+str(random.randint(0, 9))+str(random.randint(0, 9)) 
    mode   = new_mode   #Изменяем текущую цветовую тему на новую

def color(length):
    '''Яркость линии зависит от расстояния, чем ближе тем ярче'''
    if mode == 'r' or mode == 'g' or mode == 'b' or mode == 'w':    
        '''Если значение цвета зависит только от одного показателя RGB или является монохромным то выполняем рассчет яреости линии соединениея'''           
        color = cnf['linelenght']-int(round(length/cnf['linelenght'], 2)*100)-cnf['brightness']
        if color >= 100:
            color = 99
        if color <= 0:
            color = 0
        if color < 10:
            color = '0'+str(color)
        else:
            color = str(color)

        if mode == 'r':
            cnf.update({'particlecolor': 'red'})
            return '#'+color+'0000'
        elif mode == 'g':
            cnf.update({'particlecolor': 'green'})
            return '#'+'00'+color+'00'
        elif mode == 'b':
            cnf.update({'particlecolor': 'blue'})
            return '#'+'0000'+color
        elif mode == 'w':
            cnf.update({'particlecolor': 'grey'})
            return '#'+color+color+color

    elif mode == 'o':
        #Случайный цвет каждой линии по отдельности
        cnf.update({'particlecolor': 'purple'})
        return '#'+str(random.randint(0, 9))+str(random.randint(0, 9))+str(random.randint(0, 9))+str(random.randint(0, 9))+str(random.randint(0, 9))+str(random.randint(0, 9))
    else:
        #Случайный цвет для всех линий одинаковый
        cnf.update({'particlecolor': 'purple'})
        return colors

def lines():
    '''Проверяем дистанцию до каждой из точек'''
    for i in particles:
        for j in particles:
            x1 = i.coords('x')      #Координаты первой точки
            y1 = i.coords('y')
            x2 = j.coords('x')      #Координаты второй точки
            y2 = j.coords('y')
            length = math.sqrt(math.pow((x2-x1),2) + math.pow((y2-y1), 2))              
            #Нахом расстояние между двумя точками
            if length < cnf['linelenght']:                                                  
            #Если расстояние меньше максимальной длянны линиии, то строим соединение
                try:
                    '''Рисуем линию соединения, а цвет возьмем из функции для этого'''
                    c1.create_line(x1, y1, x2, y2, width = 2, fill = color(length))
                except:
                    pass

def start():
    for i in range(cnf['particalcount']):
        '''Наполняем массив частицами с произвольными скорость, положением, направлением'''
        particles.append(Particle())
    redrawParticles()       #Вызываем функцию отрисовки

start()         #Вызываем функцию для запуска программы

root.mainloop()
1
  • Никогда, НИКОГДА не прикрепляйте код и вообще какую-либо информацию по ссылке!!! Перенесите Ваш код непосредственно в вопрос! Вопросы на SO хранятся очень долго и, когда лет через 5 кто-то загуглит такой же вопрос и перейдёт сюда, ссылка может стать уже недействительной.
    – V-Mor
    16 окт 2020 в 5:23

2 ответа 2

1

ну как бы да. наверное будет примерно так. за правильность кода не ручаюсь, на питоне пишут редко. может где ошибся. но распараллелить можно как-то в этом ключе.

def calc_distance(index, particles, minlen):
    x1 = particles[index].coords('x')  # Координаты первой точки
    y1 = particles[index].coords('y')
    result = []
    for j in range(index+1, len(particles)):
        x2 = particles[j].coords('x')  # Координаты второй точки
        y2 = particles[j].coords('y')
        length = math.sqrt(math.pow((x2 - x1), 2) + math.pow((y2 - y1), 2))  # Нахом расстояние между двумя точками
        result.append((x1, y1, x2, y2, length, length > minlen))
    return result


def calc_distances(particles):
    import multiprocessing
    results = None
    with multiprocessing.Pool(processes=5) as pool:
        results = pool.starmap(lambda particle: calc_distance(particle, particles, cnf['linelenght']), range(len(particles) - 1))
    return results


def lines():
    for level1 in calc_distances(particles):
        for level2 in level1:
            x1, y1, x2, y2, length, ok = level2
            if ok:
                try:
                    '''Рисуем линию соединения, а цвет возьмем из функции для этого'''
                    c1.create_line(x1, y1, x2, y2, width = 2, fill = color(length))
                except:
                    pass
1
  • с одной стороны в питоне очень удобно сделано много, с другой более менее сложное приложение нужно дробить на куски с multiprocessing'ом из-за того, что потоки из-за GIL'а в одном процессе одновременно работать не могут :(
    – Yakov
    16 окт 2020 в 6:27
0

Так, сразу навскидку пара замечаний:

  1. Сделайте для x и y отдельные свойства, через которые можно сразу их получить по отдельности, ведь работа со строками - медленная, вы сами замедляете зачем-то свою программу, делая лишнее сравнение со строкой if axis == 'x':
  2. Вы фактически два раза пересчитываете расстояние и рисуете одно и то же: сначала от точки A до точки B, а потом наоборот от B до A, да и линию от A до A вы тоже зачем-то рисуете.

Надо сделать примерно так:

for i in range(len(particles) - 1):
    for j in range(i + 1, len(particles)):
        p1 = particles[i]
        p2 = particles[j]
        ...

С вычислением цвета у вас тоже явно много излишества, но я пока не разбирался ещё толком.

А вообще матрицу расстояний ещё лучше вычислять с помощью специальных функций, например scipy.spatial.distance.cdist, это будет гораздо быстрее, чем на чистом питоне.

Ваш ответ

By clicking “Отправить ответ”, you agree to our terms of service and acknowledge that you have read and understand our privacy policy and code of conduct.

Всё ещё ищете ответ? Посмотрите другие вопросы с метками или задайте свой вопрос.