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Python 的lru_cache裝飾器使用簡介

更新時間：2021年03月15日 10:37:14 作者：deniro

這篇文章主要介紹了Python 的lru_cache 裝飾器使用簡介，幫助大家更好的理解和學(xué)習(xí)使用python，感興趣的朋友可以了解下

1 從示例說起

假設(shè)我們有一個計算斐波那契數(shù)列的求和函數(shù)，其內(nèi)部采用遞歸方式實現(xiàn)。

from xxx.clock_decorator import clock

@clock
def fibonacci(n):
 if n<2:
  return n
 return fibonacci(n-2)+fibonacci(n-1)

if __name__=='__main__':
 logging.info('fibonacci(6) -> %s',fibonacci(6))

運行結(jié)果：

其中的 clock_decorator 實現(xiàn)是一個可以輸出某個函數(shù)運行時長的裝飾器1。

從輸出結(jié)果中可以看出，存在著嚴(yán)重的重復(fù)計算情況，比如 fibonacci(1) 就被計算了 5 次之多。這還只是計算 6 次的 fibonacci 函數(shù)。

2 優(yōu)化

上面的示例代碼加入 lru_cache 裝飾器：

運行結(jié)果：

這次不存在重復(fù)計算現(xiàn)象，因此性能得到極大的提升。

3 比較

利用 cProfile 進行性能比較分析。它是一種確定性分析器，只測量 CPU 時間，并不包含內(nèi)存消耗和其他與內(nèi)存相關(guān)聯(lián)的信息2。

假設(shè)我們需要計算 fibonacci(33) 求和值。

（1）不使用 lru_cache 裝飾器

這個遞歸函數(shù)內(nèi)部總共調(diào)用了 1000 多萬次的 fibonacci() 函數(shù)！

（2）使用了 lru_cache 裝飾器

使用了 lru_cache 裝飾器之后，這個遞歸函數(shù)只需調(diào)用 100 多次fibonacci() 函數(shù)！性能有了質(zhì)的提升。

4 lru_cache 裝飾器

lru_cache 裝飾器支持兩個入?yún)?，它的完整定義格式為3： @functools.lru_cache(maxsize=128, typed=False)

參數(shù)	默認值	說明
maxsize	128	表示緩存大小。如果設(shè)置為 None，則不限大?。蝗绻^緩存大小，則使用 LRU 策略清理緩存。緩存的大小限制可確保緩存不會無限制增長。LRU（Least Recently Used），即刪除最近最少使用的緩存數(shù)據(jù)。
typed	False	如果為true，不同類型的參數(shù)將會被分別緩存，比如區(qū)分浮點數(shù)與整型。

注意：由于使用了字典來存儲緩存，所以所裝飾的函數(shù)參數(shù)必須是可哈希的。

利用 cache_info() 函數(shù)，我們還可以看到命中次數(shù) hits，未命中次數(shù) misses ，最大緩存數(shù)量 maxsize 和當(dāng)前緩存大小 currsize。使用方式是直接調(diào)用被裝飾函數(shù)的 cache_info()，形如：fibonacci.cache_info())。