让你python代码更快的3个小技巧

李玮

大家好！今天呢，我们来聊一聊如何加速你的 python 代码。

Python 语言的优点可以列举出许多，语法简单易懂、模块丰富、应用广泛等等。但是世界上没有有完美的东西，python 一个明显缺点就是运行速度慢，至少跟 C 语言没法比。

所以，不安于现状的 Pythoner 就开发了许多工具。其中，最著名的莫过于 Cython 和 Numba。其中 Cython 可以把 Python 代码转成 C 代码执行，而 Numba 则是 Python 中的一个 JIT 编译器（即时编译器），以此提高运行效率。

不过我们今天不讲这些复杂的工具，看看能不能只通过改进你的 Python 代码以提高速度。

函数

函数可以提高代码的可读性，那么用了函数对程序的执行效率是否有影响呢？我们来做个对比实验。

先来看一个不用函数的版本：

1. import math
   
2. import time
   
3. 
   
4. start = time.time()    # 开始计时
   
5. lst = []    # 定义一个空列表
   
6. for i in range(1, 10000000):
   
7.     lst.append(math.sqrt(i))    # 疯狂地往列表里添加计算结果
   
8. end = time.time()    # 停止计时
   
9. print(end-start)

复制代码

此代码在我的电脑上输出为2.124（不同配置的电脑结果不一样，可多次运行取平均值）。再来加上函数试一下：

1. import math
   
2. import time
   
3. 
   
4. def func():
   
5.     lst = []   # 定义一个空列表
   
6.     for i in range(1, 10000000):
   
7.         lst.append(math.sqrt(i))   # 疯狂地往列表里添加计算结果
   
8.     return lst   # 返回结果
   
9. 
   
10. start = time.time()   # 开始计时
    
11. lst = func()   
    
12. end = time.time()   # 停止计时
    
13. print(end-start)

复制代码

猜下结果会是怎样？

在我的电脑上，使用了函数的程序用了大概花了1.743 秒。多次尝试，基本上都会比上一个版本节省 15~20% 左右时间，这个差距还是存在的。

有人可能会觉得，增加了函数调用，效率可能会低。但实际上，我们这里只是增加了一次调用，影响甚微。而由于 Python 中局部变量和全局变量的实现方式不同，使用局部变量效率会高些。

所以使用函数不仅提高可读性，用得好还能让代码运行得更快。

去掉属性访问

再来看另一个例子，还是刚才的函数版本，我们做一点修改，改变其中导入函数的方式，由 math.sqrt 改为 sqrt：

1. from math import sqrt   # 直接引用特定函数或属性
   
2. import time
   
3. 
   
4. def func():
   
5.     lst = []
   
6.     for i in range(1, 10000000):
   
7.         lst.append(sqrt(i))    # 直接调用 sqrt
   
8.     return lst
   
9. 
   
10. start = time.time()
    
11. lst = func()
    
12. end = time.time()
    
13. print(end-start)

复制代码

在其它代码均没有变动的情况下，这个程序的输出时间变成了……

1.413 秒!

居然更快了。这又是为什么呢？

因为在进行属性访问的时候啊，会调用这个对象的 __getattribute__ 或者 __getattr__ 方法，造成了额外的开销，所以导致速度变慢。

列表推导式

最后再来看看列表推导式（List Comprehension），它的效率和普通 for 循环会有不一样吗？

继续在上一个版本上修改：

1. from math import sqrt
   
2. import time
   
3. 
   
4. def func():
   
5.     # for 循环改为列表推导式
   
6.     lst = [sqrt(i) for i in range(1, 10000000)]
   
7.     return lst
   
8. 
   
9. start = time.time()
   
10. lst = func()
    
11. end = time.time()
    
12. print(end-start)

复制代码

结果是0.968秒！

这又是为什么呢？因为列表推导式内的迭代是 C 实现的，所以效率更高。

同最初的版本相比，实现同样的效果，我们仅通过调整代码的写法，速度就提高了一倍还多。