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Performance enhancement of the turtle module

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performance type-feature
Lingua principale
Python
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Descrizione

Feature or enhancement

Proposal:

The original implementation of turtle.RawTurtle._goto:

    def _goto(self, end):
        """Move the pen to the point end, thereby drawing a line
        if pen is down. All other methods for turtle movement depend
        on this one.
        """
        ## Version with undo-stuff
        go_modes = ( self._drawing,
                     self._pencolor,
                     self._pensize,
                     isinstance(self._fillpath, list))
        screen = self.screen
        undo_entry = ("go", self._position, end, go_modes,
                      (self.currentLineItem,
                      self.currentLine[:],
                      screen._pointlist(self.currentLineItem),
                      self.items[:])
                      )
        if self.undobuffer:
            self.undobuffer.push(undo_entry)
        start = self._position
        if self._speed and screen._tracing == 1:
            diff = (end-start)
            diffsq = (diff[0]*screen.xscale)**2 + (diff[1]*screen.yscale)**2
            nhops = 1+int((diffsq**0.5)/(3*(1.1**self._speed)*self._speed))
            delta = diff * (1.0/nhops)
            for n in range(1, nhops):
                if n == 1:
                    top = True
                else:
                    top = False
                self._position = start + delta * n
                if self._drawing:
                    screen._drawline(self.drawingLineItem,
                                     (start, self._position),
                                     self._pencolor, self._pensize, top)
                self._update()
            if self._drawing:
                screen._drawline(self.drawingLineItem, ((0, 0), (0, 0)),
                                               fill="", width=self._pensize) # ---- calls _drawline(), causing the time complexity to be O(n**2) ----
        # Turtle now at end,
        if self._drawing: # now update currentLine
            self.currentLine.append(end)
        if isinstance(self._fillpath, list):
            self._fillpath.append(end)
        ######    vererbung!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
        self._position = end
        if self._creatingPoly:
            self._poly.append(end)
        if len(self.currentLine) > 42: # ---- hard-coded ----
            self._newLine()
        self._update() #count=True)

The hard-coded number 42 performs well on my Ubuntu, but it seriously lowers the frame rate of complicated turtle programs on Windows. According to my own FPS test, the number 320 performs best on Windows.

On the other hand, the TurtleScreenBase._drawline method:

    def _drawline(self, lineitem, coordlist=None,
                  fill=None, width=None, top=False):
        """Configure lineitem according to provided arguments:
        coordlist is sequence of coordinates
        fill is drawing color
        width is width of drawn line.
        top is a boolean value, which specifies if polyitem
        will be put on top of the canvas' displaylist so it
        will not be covered by other items.
        """
        if coordlist is not None:
            cl = []
            for x, y in coordlist: # ---- Repeats converting data ----
                cl.append(x * self.xscale)
                cl.append(-y * self.yscale)
            self.cv.coords(lineitem, *cl)
        if fill is not None:
            self.cv.itemconfigure(lineitem, fill=fill)
        if width is not None:
            self.cv.itemconfigure(lineitem, width=width)
        if top:
            self.cv.tag_raise(lineitem)

The current time complexity is O(n**2). With some data preprocessed in _goto method, the performance can be further optimized.
From my perspective, the turtle module could be an excellent substitute for original tkinter.Canvas if it were optimized significantly.

Additionally, this proposal originally comes from my own project's source code.

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Come iniziare

  1. Leggi tutta la issue e poi la guida ai contributi del progetto.
  2. Commenta sulla issue per dire che te ne occupi tu — evita che due persone facciano lo stesso lavoro.
  3. Fai un fork del repository e lavora su un branch.
  4. Apri una pull request che faccia riferimento al numero della issue.

Direzione di ricerca

Esamina turtle.RawTurtle._goto e TurtleScreenBase._drawline, concentrandoti sugli aggiornamenti ripetuti delle linee e sulla conversione delle coordinate descritti nella proposta. Stabilisci un benchmark FPS rappresentativo su più piattaforme e verifica che qualsiasi ottimizzazione preservi il disegno, l’annullamento e il comportamento della tartaruga. Il lavoro è completo quando si ottiene un miglioramento misurabile delle prestazioni senza regressioni.

Scritto dal modello di indicizzazione a partire dal testo della issue.

Valutazione

Stack tecnologico
python
Ambito
performance
Tipo di issue
Funzionalità
Difficoltà
5/5
Tempo stimato
Più di una settimana
Stato di attività
Ferma
Chiarezza
Abbastanza chiara
Idoneità per principianti
35/100

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