Python timeit模塊的使用實踐
Python 中的 timeit 模塊可以用來測試一段代碼的執(zhí)行耗時，如一個變量賦值語句的執(zhí)行時間，一個函數(shù)的運行時間等。
timeit 模塊是 Python 標準庫中的模塊，無需安裝，直接導入就可以使用。導入時直接 import timeit ，可以使用 timeit() 函數(shù)和 repeat() 函數(shù)，還有 Timer 類。使用 from timeit import ... 時，只能導入 Timer 類(有全局變量 __all__ 限制)。
timeit 模塊的源碼總共只有 300 多行，主要就是實現(xiàn)上面的兩個函數(shù)和一個類，可以自己看一下。
接下來就開始使用 timeit 模塊來測試代碼執(zhí)行時間，我使用 timeit 模塊來對比 Python 列表從頭部添加數(shù)據(jù)和從尾部添加數(shù)據(jù)的執(zhí)行時間(測試什么根據(jù)需求來定)。
一、使用 timeit() 函數(shù)測試運行時間
1. 準備測試函數(shù)
先寫兩個函數(shù)，一個函數(shù)是從列表頭部添加數(shù)據(jù)，另一個函數(shù)是從列表尾部添加數(shù)據(jù)。
# coding=utf-8
def insert_time_test():
insert_list = list()
for i in range(10):
insert_list.insert(0, i)
def append_time_test():
append_list = list()
for i in range(10):
append_list.append(i)
if __name__ == '__main__':
import timeit
2. timeit(stmt="pass", setup="pass", timer=default_timer, number=default_number) 函數(shù)介紹
timeit() 函數(shù)有四個參數(shù)，每個參數(shù)都是關鍵字參數(shù)，都有默認值。
stmt：傳入需要測試時間的代碼，可以直接傳入代碼表達式或單個變量，也可以傳入函數(shù)。傳入函數(shù)時要在函數(shù)名后面加上小括號，讓函數(shù)執(zhí)行，如 stmt = ‘func()' 。
setup：傳入 stmt 的運行環(huán)境，如 stmt 中使用到的參數(shù)、變量，要導入的模塊等，如 setup = ‘from __main__ import func'。可以寫一行語句，也可以寫多行語句，寫多行語句時用分號隔開。
如果 stmt 和參數(shù) setup 參數(shù)不傳值，那么就失去了測試的意義，所以這兩個參數(shù)是必要的。
timer: timer 參數(shù)是當前操作系統(tǒng)的基本時間單位，默認會根據(jù)當前運行環(huán)境的操作系統(tǒng)自動獲取(源碼中已經(jīng)定義)，保持默認即可。
number：要測試的代碼的運行次數(shù)，默認1000000(一百萬)次，對于耗時的代碼，運行太多次會花很多時間，可以自己修改運行次數(shù)。
3. 測試函數(shù)的運行時間
現(xiàn)在使用 timeit() 來測試上面兩個函數(shù)的運行時間。
insert_time_timeit = timeit.timeit(stmt='insert_time_test()',
setup='from __main__ import insert_time_test')
print('insert_time_timeit: ', insert_time_timeit)
append_time_timeit = timeit.timeit(stmt='append_time_test()',
setup='from __main__ import append_time_test')
print('append_time_timeit: ', append_time_timeit)
運行結(jié)果：
('insert_time_timeit: ', 2.9112871)
('append_time_timeit: ', 1.8884124999999998)
可以看到，在列表頭部添加數(shù)據(jù)的時間比在列表尾部添加數(shù)據(jù)的時間長。
4. 測試代碼(表達式)的運行時間
繼續(xù)使用 timeit() 測試上面代碼的運行時間，只是這次是直接將代碼傳入到參數(shù)中，而不是傳入函數(shù)。
insert_time_timeit = timeit.timeit(stmt='list(insert_list.insert(0, i) for i in init_list)',
setup='insert_list=list();init_list=range(10)',
number=100000)
print('insert_time_timeit: ', insert_time_timeit)
append_time_timeit = timeit.timeit(stmt='list(append_list.append(i) for i in init_list)',
setup='append_list=list();init_list=range(10)',
number=100000)
print('append_time_timeit: ', append_time_timeit)
由于時間很長，代碼中特意將 number 從一百萬次改成了十萬次。運行結(jié)果如下：
('insert_time_timeit: ', 330.46189400000003)
('append_time_timeit: ', 0.21436310000001413)
相對來說，對于相同的操作，使用函數(shù)的運行時間遠小于直接傳入代碼表達式的時間，頭部插入數(shù)據(jù)的尤其明顯。
二、使用 repeat() 函數(shù)測試運行時間
1. repeat(stmt="pass", setup="pass", timer=default_timer, repeat=default_repeat, number=default_number) 函數(shù)介紹
repeat() 函數(shù)有五個參數(shù)，每個參數(shù)都是關鍵字參數(shù)，都有默認值。相比 timeit() 函數(shù)而言，timeit() 函數(shù)有的參數(shù) repeat() 函數(shù)都有，此外，repeat() 函數(shù)多了一個 repeat 參數(shù)。
repeat：表示測試要重復幾次，可以理解為將相同參數(shù)的 timeit() 函數(shù)重復執(zhí)行。最終的結(jié)果構成一個列表返回，repeat 默認為3次。
2. 測試函數(shù)的運行時間
現(xiàn)在使用 repeat() 來測試上面兩個函數(shù)的運行時間。
insert_time_repeat = timeit.repeat(stmt='insert_time_test()',
setup='from __main__ import insert_time_test')
print('insert_time_repeat: ', insert_time_repeat)
append_time_repeat = timeit.repeat(stmt='append_time_test()',
setup='from __main__ import append_time_test')
print('append_time_repeat: ', append_time_repeat)
運行結(jié)果如下：
('insert_time_repeat: ', [2.7707739, 2.908885, 2.7164823999999994])
('append_time_repeat: ', [1.7458063, 1.777368000000001, 1.8675014999999995])
3. 測試代碼(表達式)的運行時間
繼續(xù)使用 repeat() 測試上面代碼的運行時間，直接傳入代碼，上面將 number 改成十萬次后，時間還是很長(300多秒)，所以繼續(xù)減小 number ，改成一萬次。
insert_time_repeat = timeit.repeat(stmt='list(insert_list.insert(0, i) for i in init_list)',
setup='insert_list=list();init_list=range(10)',
repeat=5,
number=10000)
print('insert_time_repeat: ', insert_time_repeat)
append_time_repeat = timeit.repeat(stmt='list(append_list.append(i) for i in init_list)',
setup='append_list=list();init_list=range(10)',
repeat=5,
number=10000)
print('append_time_repeat: ', append_time_repeat)
運行結(jié)果如下：
('insert_time_repeat: ', [2.591015, 2.5814996999999997, 2.5547322, 2.6153070000000005, 2.5496864000000006])
('append_time_repeat: ', [0.0181692999999985, 0.01746889999999901, 0.018901899999999472, 0.018737400000000903, 0.018211900000000725])
三、使用 Timer 類測試運行時間
1. Timer 類介紹
上面使用了 timeit() 函數(shù)和 repeat() 函數(shù)，其實在 timeit 模塊中，這兩個函數(shù)都是對 Timer 類做了進一步的封裝，實際調(diào)用的還是 Timer 類中的方法。
在 Timer 類中，實現(xiàn)了兩個方法，timeit() 方法和 repeat() 方法，上面兩個函數(shù)調(diào)用的就是這兩個方法。
在使用 from timeit import ... 時，只能導入 Timer 類，所以可以直接使用 Timer 類來測試，可以自己去調(diào)用方法，使用起來更靈活。
2. 測試列表頭部添加
先實例化一個 Timer 類的對象，實例化時傳入 stmt 和 setup 參數(shù)(參數(shù)的含義與上面一致)，timer 參數(shù)保持默認，然后通過實例對象調(diào)用對應的 timeit() 方法或 repeat() 方法，在 timeit() 方法中傳入 number，在repeat() 方法中傳入 number 和 repeat 。
使用 timeit() 方法和 repeat() 方法測試從頭部添加數(shù)據(jù)的運行時間。
timer_insert = timeit.Timer(stmt='insert_time_test()', setup='from __main__ import insert_time_test')
insert_time_timeit = timer_insert.timeit(number=1000000)
print('insert_time_timeit: ', insert_time_timeit)
insert_time_repeat = timer_insert.repeat(number=1000000)
print('insert_time_repeat: ', insert_time_repeat)
運行結(jié)果如下：
('insert_time_timeit: ', 2.7732486)
('insert_time_repeat: ', [2.7367806999999997, 2.707402600000001, 2.7288245999999994])
3. 測試列表尾部添加
使用 timeit() 方法和 repeat() 方法測試從尾部添加數(shù)據(jù)的運行時間。
timer_append = timeit.Timer(stmt='append_time_test()', setup='from __main__ import append_time_test')
append_time_timeit = timer_append.timeit(number=1000000)
print('append_time_timeit: ', append_time_timeit)
append_time_repeat = timer_append.repeat(number=1000000)
print('append_time_repeat: ', append_time_repeat)
運行結(jié)果如下：
('append_time_timeit: ', 1.9966106000000001)
('append_time_repeat: ', [1.9523343999999998, 1.8373857999999998, 1.8695377000000004])
timeit 模塊是一個比較簡單的模塊，大概用法就這些了。
總結(jié)
以上所述是小編給大家介紹的Python timeit模塊的使用實踐，希望對大家有所幫助，如果大家有任何疑問請給我留言，小編會及時回復大家的。在此也非常感謝大家對腳本之家網(wǎng)站的支持！
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