高效地查找Python数组/列表中N个最大元素的索引

如果这是一个重复的问题，我提前表示歉意，我查找了此信息，但仍然找不到

是否可以通过使用N个最大元素的索引以降序高效地排列numpy数组（或python列表）

例如，数组：

a = array([4, 1, 0, 8, 5, 2])

按降序排列的最大元素的索引将给出（考虑到N=6，所有元素都包括在内）：

8-->3

5-->4

4-->0

2-->5

1-->1

0-->2

我知道如何使用一种有点愚蠢的方法（比如对数组进行排序并搜索N个数字中的每一个作为索引），但我想知道是否有任何有效的库，比如瓶颈库或heapq库，或者是pythonic方法可以使这一过程非常快。我必须在几个阵列中应用它，每个阵列有300k个元素，所以性能是个问题

提前谢谢

更新

我阅读了答案并决定使用300k随机整数计时，结果如下：

解决方案1:

排序（范围（len（a）），键=λi:a[i]）

时间：230毫秒

解决方案2:

heapq.nlagest（len（a），zip（a，itertools.count（））

时间：396毫秒

解决方案3:heapq.nlargest（len（a），enumerate（a），key=operator.itemgetter（1））时间：864毫秒

解决方案4:

def（a，N）：返回np.argsort（a）[：-1][:N]（N=len（a））

时间：104 ms

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非常感谢您快速且非常好的回答

您可以使用

heapq

轻松完成此操作：

L = [4, 1, 0, 8, 5, 2]
sorted(range(len(L)), key=lambda i:L[i])

>>> heapq.nlargest(3, zip(a, itertools.count()))
[(8, 3), (5, 4), (4, 5)]

元组按第一个值排序，然后按第二个值排序，依此类推。。。这意味着我们可以简单地创建

（value，index）

的元组并进行排序，为我们提供值的索引（也提供了值，但我们可以很容易地丢弃这些值）

我使用的是

zip（）

和

itertools.count（）

，因为enumerate给了我们错误的顺序，所以它们将按索引排序，而不是按值排序。或者，您也可以对索引执行

（（值，索引），枚举中的值（a））

，但我觉得这不太清楚

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另一种选择是给出一个键，执行

heapq.nlargest（3，enumerate（a），key=operator.itemgetter（1））

您看过内置的numpy

argsort

方法了吗

我可以用这种方法在我的机器上用大约29毫秒的时间对一个有300000个随机浮点数的数组进行排序

def f(a,N):
    return np.argsort(a)[::-1][:N]

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使用heapq的另一种方法

heapq.nlargest(n, range(len(a)), key=a.__getitem__)

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正如其他地方所评论的，除非a非常大并且

n比我聪明，否则它不会超过排序+1给你，先生。
key=L.uu getitem\uuu
是一个替代方案（在某些情况下可能会快一点）。@GarethRees:你说得对！我没想到
lambda
s/are/slowI尝试了一个简单的测试，并没有看到太大的差异，所以使用
lambda
不会有错。我尝试使用getitem使其工作，但由于我是python的新手，无法使其正常工作，但是使用lambda的解决方案在这里工作得很好，感谢您的帮助！python文档建议在处理大型列表时使用sorted（）而不是heapq.nlargest（），尽管它们没有阐明“大型列表”有多大@Matt我找不到在文档中有这样的建议——但很可能是这样的——我建议OP运行一些
timeit
测试，以找出对他的使用最有效的方法。@docs.python.org/library/heapq.html上的Lattyware如是说“后两个函数对于较小的n值表现最好。对于较大的值，使用sorted（）函数更有效。此外，当n==1时，使用内置的min（）和max（）函数更有效。“如果你追踪重复的线索，可能会出现重复，这似乎很有希望——尽管帖子是由开发人员发布的，但事实上答案并没有透露……在你的测试中，N的值是多少？如上所述，使用heapq是有效的，因为N与len（a）相比非常小。如何修改
N
？我同意@lizzie。你能在实验中提供
N
和
len（a）
的值吗？如果
N
比
len（a）
小得多，我认为
heapq.nlargest
应该比
np.argsort
更有效。这非常有效！在我的机器上需要104毫秒（现在很忙），稍后我会再试一次，但到目前为止，这是最快的解决方案。Tnx@joshadel首先使用该函数argsort，然后返回前N个值。是否有一个Numpy/Scipy函数与Python heapq.nlagest（N，a）等效，但用于在不对整个数组进行参数排序的情况下查找前N个索引值？@dbv可能类似，但似乎只适用于最小的值。是的，对于大的
N
来说，慢速
O（N）
优于
O（N*log（N））
，这是正确的，但是
heapq
模块已经智能地实现，注意传递给
nlargest（）
函数的
n
值只有在n相对较小时才会使用heap，并且当
n
明显较大且趋于列表的大小时才会切换到排序。不管怎样，从至少v2.7.11开始的最大值都将使用heap，但v3.5.2的行为与您描述的@sinister相同实际上，在v3.5.2中，仅当n大于iterable@sinister的大小时才使用sorted
heapq.nlargest(n, range(len(a)), key=a.__getitem__)