关于python:Python-疑难问题-与-list-哪个快为什么快快多少呢

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本文出自“Python 为什么”系列,请查看全副文章

在日常应用 Python 时,咱们常常须要创立一个列表,置信大家都很纯熟了吧?

# 办法一:应用成对的方括号语法
list_a = []

# 办法二:应用内置的 list()
list_b = list()

下面的两种写法,你常常应用哪一个呢?是否思考过它们的区别呢?

让咱们单刀直入,间接抛出本文的问题吧:两种创立列表的 [] 与 list() 写法,哪一个更快呢,为什么它会更快呢?

注:为了简化问题,咱们以创立空列表为例进行剖析。对于列表的更多介绍与用法说明,能够查看这篇文章

1、[] 是 list() 的三倍快

对于第一个问题,应用 timeit 模块的 timeit() 函数就能简略地测算进去:

>>> import timeit
>>> timeit.timeit('[]', number=10**7)
>>> timeit.timeit('list()', number=10**7)

如上图所示,在各自调用一千万次的状况下,[] 创立形式只破费了 0.47 秒,而 list() 创立形式要花费 1.75 秒,所以,后者的耗时是前者的 3.7 倍!

这就答复了方才的问题:创立空列表时,[] 要比 list() 快不少。

注:timeit() 函数的效率跟运行环境相干,每次执行后果会有渺小差别。我在 Python3.8 版本试验了几次,总体上 [] 速度是 list() 的 3 倍多一点。

2、list() 比 [] 执行步骤多

那么,咱们持续来剖析一下第二个问题:为什么 [] 会更快呢?

这一次咱们能够应用 dis 模块的 dis() 函数,看看两者执行的字节码有何差异:

>>> from dis import dis
>>> dis("[]")
>>> dis("list()")

如上图所示,[] 的字节码有两条指令(BUILD_LIST 与 RETURN_VALUE),而 list() 的字节码有三条指令(LOAD_NAME、CALL_FUNCTION 与 RETURN_VALUE)。

这些指令意味着什么呢?该如何了解它们呢?

首先,对于 [],它是 Python 中的一组字面量(literal),像数字之类的字面量一样,示意确切的固定值。

也就是说,Python 在解析到它时,就晓得它要示意一个列表,因而会间接调用解释器中构建列表的办法(对应 BUILD_LIST),来创立列表,所以是一步到位。

而对于 list(),“list”只是一个一般的名称,并不是字面量,也就是说解释器一开始并不意识它。

因而,解释器的第一步是要找到这个名称(对应 LOAD_NAME)。它会依照肯定的程序,在各个作用域中逐个查找(部分作用域 – 全局作用域 – 内置作用域),直到找到为止,找不到则会抛出NameError

解释器看到“list”之后是一对圆括号,因而第二步是把这个名称当作可调用对象来调用,即把它当成一个函数进行调用(对应 CALL_FUNCTION)。

因而,list() 在创立列表时,须要通过名称查找与函数调用两个步骤,能力真正开始创立列表(注:CALL_FUNCTION 在底层还会有一些函数调用过程,能力走到跟 BUILD_LIST 相通的逻辑,此处咱们忽略不计)。

至此,咱们就能够答复后面的问题了:因为 list() 波及的执行步骤更多,因而它比 [] 要慢一些。

3、list() 的速度晋升

看完前两个问题的解答过程,你兴许感觉还不够过瘾,而且可能感觉就算晓得了这个冷常识,也不会有多大的帮忙,仿佛那强劲的晋升显得微不足道。

然而,咱们 Python 猫 出品的《Python 为什么》系列始终秉承着手不释卷的求知精力,是不可能放着这个问题不去答复的。

而且,因为有发散性思考的习惯,我还想到了另外一个挺有意思的问题:list() 的速度是否晋升呢?

我不久前写过一篇文章 正好探讨到这个问题,也就是在刚刚公布的 Python 3.9.0 版本中,它给 list() 实现了更快的 vectorcall 协定,因而执行速度会有肯定的晋升。

感兴趣的同学能够去 Python 官网下载 3.9 版本。

依据我多轮的测试后果,在新版本中运行 list() 一千万次,耗时大略在 1 秒左右,也就是 [] 运行耗时的 2 倍,相比于后面靠近 4 倍的数据,以后版本总体上是晋升了不少。

至此,咱们已答复完一连串的疑难,如果你感觉有播种,请点赞反对!欢送大家关注后续更多精彩内容。

本文属于“Python 为什么”系列(Python 猫出品),该系列次要关注 Python 的语法、设计和倒退等话题,以一个个“为什么”式的问题为切入点,试着展示 Python 的迷人魅力。所有文章将会归档在 Github 上,欢送大家给颗小星星,我的项目地址:https://github.com/chinesehua…

正文完
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