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深入理解Python 代碼優(yōu)化詳解

 更新時間:2014年10月27日 09:19:57   投稿:hebedich  
本文初步探討了 python 常見的性能優(yōu)化技巧以及如何借助工具來定位和分析程序的性能瓶頸,并提供了相關可以進行性能優(yōu)化的工具或語言,希望能夠更相關人員一些參考。

 選擇了腳本語言就要忍受其速度,這句話在某種程度上說明了 python 作為腳本的一個不足之處,那就是執(zhí)行效率和性能不夠理想,特別是在 performance 較差的機器上,因此有必要進行一定的代碼優(yōu)化來提高程序的執(zhí)行效率。如何進行 Python 性能優(yōu)化,是本文探討的主要問題。本文會涉及常見的代碼優(yōu)化方法,性能優(yōu)化工具的使用以及如何診斷代碼的性能瓶頸等內容,希望可以給 Python 開發(fā)人員一定的參考。

  代碼優(yōu)化能夠讓程序運行更快,它是在不改變程序運行結果的情況下使得程序的運行效率更高,根據(jù) 80/20 原則,實現(xiàn)程序的重構、優(yōu)化、擴展以及文檔相關的事情通常需要消耗 80% 的工作量。優(yōu)化通常包含兩方面的內容:減小代碼的體積,提高代碼的運行效率。

  改進算法,選擇合適的數(shù)據(jù)結構
 
  一個良好的算法能夠對性能起到關鍵作用,因此性能改進的首要點是對算法的改進。在算法的時間復雜度排序上依次是:
 
  O(1) -> O(lg n) -> O(n lg n) -> O(n^2) -> O(n^3) -> O(n^k) -> O(k^n) -> O(n!)
 
  因此如果能夠在時間復雜度上對算法進行一定的改進,對性能的提高不言而喻。但對具體算法的改進不屬于本文討論的范圍,讀者可以自行參考這方面資料。下面的內容將集中討論數(shù)據(jù)結構的選擇。
 •字典 (dictionary) 與列表 (list)
 
  Python 字典中使用了 hash table,因此查找操作的復雜度為 O(1),而 list 實際是個數(shù)組,在 list 中,查找需要遍歷整個 list,其復雜度為 O(n),因此對成員的查找訪問等操作字典要比 list 更快。
 
  清單 1. 代碼 dict.py

復制代碼 代碼如下:

from time import time
 t = time()
 list = ['a','b','is','python','jason','hello','hill','with','phone','test',
'dfdf','apple','pddf','ind','basic','none','baecr','var','bana','dd','wrd']
 #list = dict.fromkeys(list,True)
 print list
 filter = []
 for i in range (1000000):
     for find in ['is','hat','new','list','old','.']:
         if find not in list:
             filter.append(find)
 print "total run time:"
 print time()-t

  上述代碼運行大概需要 16.09seconds。如果去掉行 #list = dict.fromkeys(list,True) 的注釋,將 list 轉換為字典之后再運行,時間大約為 8.375 seconds,效率大概提高了一半。因此在需要多數(shù)據(jù)成員進行頻繁的查找或者訪問的時候,使用 dict 而不是 list 是一個較好的選擇。
 •集合 (set) 與列表 (list)
 
  set 的 union, intersection,difference 操作要比 list 的迭代要快。因此如果涉及到求 list 交集,并集或者差的問題可以轉換為 set 來操作。
 
  清單 2. 求 list 的交集:

復制代碼 代碼如下:

from time import time
 t = time()
 lista=[1,2,3,4,5,6,7,8,9,13,34,53,42,44]
 listb=[2,4,6,9,23]
 intersection=[]
 for i in range (1000000):
     for a in lista:
         for b in listb:
             if a == b:
                 intersection.append(a)
 print "total run time:"
 print time()-t

  上述程序的運行時間大概為:

復制代碼 代碼如下:

total run time:
38.4070000648

  清單 3. 使用 set 求交集

復制代碼 代碼如下:

from time import time
 t = time()
 lista=[1,2,3,4,5,6,7,8,9,13,34,53,42,44]
 listb=[2,4,6,9,23]
 intersection=[]
 for i in range (1000000):
     list(set(lista)&set(listb))
 print "total run time:"
 print time()-t

  改為 set 后程序的運行時間縮減為 8.75,提高了 4 倍多,運行時間大大縮短。讀者可以自行使用表 1 其他的操作進行測試。
 
  表 1. set 常見用法

語法 操作 說明
set(list1) | set(list2) union 包含 list1 和 list2 所有數(shù)據(jù)的新集合
set(list1) & set(list2) intersection 包含 list1 和 list2 中共同元素的新集合
set(list1) – set(list2) difference 在 list1 中出現(xiàn)但不在 list2 中出現(xiàn)的元素的集合

  對循環(huán)的優(yōu)化
 
  對循環(huán)的優(yōu)化所遵循的原則是盡量減少循環(huán)過程中的計算量,有多重循環(huán)的盡量將內層的計算提到上一層。 下面通過實例來對比循環(huán)優(yōu)化后所帶來的性能的提高。程序清單 4 中,如果不進行循環(huán)優(yōu)化,其大概的運行時間約為 132.375。
 
  清單 4. 為進行循環(huán)優(yōu)化前

復制代碼 代碼如下:

from time import time
 t = time()
 lista = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]
 listb =[0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,0.01]
 for i in range (1000000):
     for a in range(len(lista)):
         for b in range(len(listb)):
             x=lista[a]+listb[b]
 print "total run time:"
 print time()-t

  現(xiàn)在進行如下優(yōu)化,將長度計算提到循環(huán)外,range 用 xrange 代替,同時將第三層的計算 lista[a] 提到循環(huán)的第二層。
 
  清單 5. 循環(huán)優(yōu)化后

復制代碼 代碼如下:

from time import time
 t = time()
 lista = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]
 listb =[0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,0.01]
 len1=len(lista)
 len2=len(listb)
 for i in xrange (1000000):
     for a in xrange(len1):
         temp=lista[a]
         for b in xrange(len2):
             x=temp+listb[b]
 print "total run time:"
 print time()-t

  上述優(yōu)化后的程序其運行時間縮短為 102.171999931。在清單 4 中 lista[a] 被計算的次數(shù)為 1000000*10*10,而在優(yōu)化后的代碼中被計算的次數(shù)為 1000000*10,計算次數(shù)大幅度縮短,因此性能有所提升。
 
  充分利用 Lazy if-evaluation 的特性
 
  python 中條件表達式是 lazy evaluation 的,也就是說如果存在條件表達式 if x and y,在 x 為 false 的情況下 y 表達式的值將不再計算。因此可以利用該特性在一定程度上提高程序效率。
 
  清單 6. 利用 Lazy if-evaluation 的特性

復制代碼 代碼如下:

from time import time
 t = time()
 abbreviations = ['cf.', 'e.g.', 'ex.', 'etc.', 'fig.', 'i.e.', 'Mr.', 'vs.']
 for i in range (1000000):
     for w in ('Mr.', 'Hat', 'is', 'chasing', 'the', 'black', 'cat', '.'):
         if w in abbreviations:
         #if w[-1] == '.' and w in abbreviations:
             pass
 print "total run time:"
 print time()-t

  在未進行優(yōu)化之前程序的運行時間大概為 8.84,如果使用注釋行代替第一個 if,運行的時間大概為 6.17。
 
  字符串的優(yōu)化
 
  python 中的字符串對象是不可改變的,因此對任何字符串的操作如拼接,修改等都將產(chǎn)生一個新的字符串對象,而不是基于原字符串,因此這種持續(xù)的 copy 會在一定程度上影響 python 的性能。對字符串的優(yōu)化也是改善性能的一個重要的方面,特別是在處理文本較多的情況下。字符串的優(yōu)化主要集中在以下幾個方面:
 1.在字符串連接的使用盡量使用 join() 而不是 +:在代碼清單 7 中使用 + 進行字符串連接大概需要 0.125 s,而使用 join 縮短為 0.016s。因此在字符的操作上 join 比 + 要快,因此要盡量使用 join 而不是 +。
 
  清單 7. 使用 join 而不是 + 連接字符串

復制代碼 代碼如下:

from time import time
 t = time()
 s = ""
 list = ['a','b','b','d','e','f','g','h','i','j','k','l','m','n']
 for i in range (10000):
     for substr in list:
         s+= substr    
 print "total run time:"
 print time()-t

  同時要避免:

復制代碼 代碼如下:

s = ""
 for x in list:
    s += func(x)

  而是要使用:

復制代碼 代碼如下:

slist = [func(elt) for elt in somelist]
 s = "".join(slist)

  2.當對字符串可以使用正則表達式或者內置函數(shù)來處理的時候,選擇內置函數(shù)。如 str.isalpha(),str.isdigit(),str.startswith((‘x', ‘yz')),str.endswith((‘x', ‘yz'))
 
  3.對字符進行格式化比直接串聯(lián)讀取要快,因此要使用

復制代碼 代碼如下:

out = "<html>%s%s%s%s</html>" % (head, prologue, query, tail)

  而避免

復制代碼 代碼如下:

out = "<html>" + head + prologue + query + tail + "</html>"

  使用列表解析(list comprehension)和生成器表達式(generator expression)
 
  列表解析要比在循環(huán)中重新構建一個新的 list 更為高效,因此我們可以利用這一特性來提高運行的效率。

復制代碼 代碼如下:

from time import time
 t = time()
 list = ['a','b','is','python','jason','hello','hill','with','phone','test',
'dfdf','apple','pddf','ind','basic','none','baecr','var','bana','dd','wrd']
 total=[]
 for i in range (1000000):
     for w in list:
         total.append(w)
 print "total run time:"
 print time()-t

  使用列表解析:

復制代碼 代碼如下:

for i in range (1000000):
     a = [w for w in list]

  上述代碼直接運行大概需要 17s,而改為使用列表解析后 ,運行時間縮短為 9.29s。將近提高了一半。生成器表達式則是在 2.4 中引入的新內容,語法和列表解析類似,但是在大數(shù)據(jù)量處理時,生成器表達式的優(yōu)勢較為明顯,它并不創(chuàng)建一個列表,只是返回一個生成器,因此效率較高。在上述例子上中代碼 a = [w for w in list] 修改為 a = (w for w in list),運行時間進一步減少,縮短約為 2.98s。
 
  其他優(yōu)化技巧
 
  1、如果需要交換兩個變量的值使用 a,b=b,a 而不是借助中間變量 t=a;a=b;b=t;

復制代碼 代碼如下:

>>> from timeit import Timer
 >>> Timer("t=a;a=b;b=t","a=1;b=2").timeit()
 0.25154118749729365
 >>> Timer("a,b=b,a","a=1;b=2").timeit()
 0.17156677734181258
 >>>

  2、在循環(huán)的時候使用 xrange 而不是 range;使用 xrange 可以節(jié)省大量的系統(tǒng)內存,因為 xrange() 在序列中每次調用只產(chǎn)生一個整數(shù)元素。而 range() 將直接返回完整的元素列表,用于循環(huán)時會有不必要的開銷。在 python3 中 xrange 不再存在,里面 range 提供一個可以遍歷任意長度的范圍的 iterator。
 
  3、使用局部變量,避免”global” 關鍵字。python 訪問局部變量會比全局變量要快得多,因 此可以利用這一特性提升性能。
 
  4、if done is not None 比語句 if done != None 更快,讀者可以自行驗證;
 
  5、在耗時較多的循環(huán)中,可以把函數(shù)的調用改為內聯(lián)的方式;
 
  6、使用級聯(lián)比較 “x < y < z” 而不是 “x < y and y < z”;
 
  7、while 1 要比 while True 更快(當然后者的可讀性更好);
 
  8、build in 函數(shù)通常較快,add(a,b) 要優(yōu)于 a+b。
 
 定位程序性能瓶頸
 
  對代碼優(yōu)化的前提是需要了解性能瓶頸在什么地方,程序運行的主要時間是消耗在哪里,對于比較復雜的代碼可以借助一些工具來定位,python 內置了豐富的性能分析工具,如 profile,cProfile 與 hotshot 等。其中 Profiler 是 python 自帶的一組程序,能夠描述程序運行時候的性能,并提供各種統(tǒng)計幫助用戶定位程序的性能瓶頸。Python 標準模塊提供三種 profilers:cProfile,profile 以及 hotshot。
 
  profile 的使用非常簡單,只需要在使用之前進行 import 即可。具體實例如下:
 
  清單 8. 使用 profile 進行性能分析

復制代碼 代碼如下:

import profile
 def profileTest():
    Total =1;
    for i in range(10):
        Total=Total*(i+1)
        print Total
    return Total
 if __name__ == "__main__":
    profile.run("profileTest()")

  程序的運行結果如下:
 
  圖 1. 性能分析結果

  其中輸出每列的具體解釋如下:
 •ncalls:表示函數(shù)調用的次數(shù);
 •tottime:表示指定函數(shù)的總的運行時間,除掉函數(shù)中調用子函數(shù)的運行時間;
 •percall:(第一個 percall)等于 tottime/ncalls;
 •cumtime:表示該函數(shù)及其所有子函數(shù)的調用運行的時間,即函數(shù)開始調用到返回的時間;
 •percall:(第二個 percall)即函數(shù)運行一次的平均時間,等于 cumtime/ncalls;
 •filename:lineno(function):每個函數(shù)調用的具體信息;
 
  如果需要將輸出以日志的形式保存,只需要在調用的時候加入另外一個參數(shù)。如 profile.run(“profileTest()”,”testprof”)。
 
  對于 profile 的剖析數(shù)據(jù),如果以二進制文件的時候保存結果的時候,可以通過 pstats 模塊進行文本報表分析,它支持多種形式的報表輸出,是文本界面下一個較為實用的工具。使用非常簡單:

復制代碼 代碼如下:

import pstats
 p = pstats.Stats('testprof')
 p.sort_stats("name").print_stats()

  其中 sort_stats() 方法能夠對剖分數(shù)據(jù)進行排序, 可以接受多個排序字段,如 sort_stats(‘name', ‘file') 將首先按照函數(shù)名稱進行排序,然后再按照文件名進行排序。常見的排序字段有 calls( 被調用的次數(shù) ),time(函數(shù)內部運行時間),cumulative(運行的總時間)等。此外 pstats 也提供了命令行交互工具,執(zhí)行 python – m pstats 后可以通過 help 了解更多使用方式。
 
  對于大型應用程序,如果能夠將性能分析的結果以圖形的方式呈現(xiàn),將會非常實用和直觀,常見的可視化工具有 Gprof2Dot,visualpytune,KCacheGrind 等,讀者可以自行查閱相關官網(wǎng),本文不做詳細討論。
 
 Python 性能優(yōu)化工具
 
  Python 性能優(yōu)化除了改進算法,選用合適的數(shù)據(jù)結構之外,還有幾種關鍵的技術,比如將關鍵 python 代碼部分重寫成 C 擴展模塊,或者選用在性能上更為優(yōu)化的解釋器等,這些在本文中統(tǒng)稱為優(yōu)化工具。python 有很多自帶的優(yōu)化工具,如 Psyco,Pypy,Cython,Pyrex 等,這些優(yōu)化工具各有千秋,本節(jié)選擇幾種進行介紹。
 
  Psyco
 
  psyco 是一個 just-in-time 的編譯器,它能夠在不改變源代碼的情況下提高一定的性能,Psyco 將操作編譯成有點優(yōu)化的機器碼,其操作分成三個不同的級別,有”運行時”、”編譯時”和”虛擬時”變量。并根據(jù)需要提高和降低變量的級別。運行時變量只是常規(guī) Python 解釋器處理的原始字節(jié)碼和對象結構。一旦 Psyco 將操作編譯成機器碼,那么編譯時變量就會在機器寄存器和可直接訪問的內存位置中表示。同時 python 能高速緩存已編譯的機器碼以備今后重用,這樣能節(jié)省一點時間。但 Psyco 也有其缺點,其本身運行所占內存較大。目前 psyco 已經(jīng)不在 python2.7 中支持,而且不再提供維護和更新了,對其感興趣的可以參考 http://psyco.sourceforge.net/
 
  Pypy
 
  PyPy 表示 “用 Python 實現(xiàn)的 Python”,但實際上它是使用一個稱為 RPython 的 Python 子集實現(xiàn)的,能夠將 Python 代碼轉成 C, .NET, Java 等語言和平臺的代碼。PyPy 集成了一種即時 (JIT) 編譯器。和許多編譯器,解釋器不同,它不關心 Python 代碼的詞法分析和語法樹。 因為它是用 Python 語言寫的,所以它直接利用 Python 語言的 Code Object.。 Code Object 是 Python 字節(jié)碼的表示,也就是說, PyPy 直接分析 Python 代碼所對應的字節(jié)碼 ,,這些字節(jié)碼即不是以字符形式也不是以某種二進制格式保存在文件中, 而在 Python 運行環(huán)境中。目前版本是 1.8. 支持不同的平臺安裝,windows 上安裝 Pypy 需要先下載 https://bitbucket.org/pypy/pypy/downloads/pypy-1.8-win32.zip,然后解壓到相關的目錄,并將解壓后的路徑添加到環(huán)境變量 path 中即可。在命令行運行 pypy,如果出現(xiàn)如下錯誤:”沒有找到 MSVCR100.dll, 因此這個應用程序未能啟動,重新安裝應用程序可能會修復此問題”,則還需要在微軟的官網(wǎng)上下載 VS 2010 runtime libraries 解決該問題。具體地址為http://www.microsoft.com/download/en/details.aspx?displaylang=en&id=5555
 
  安裝成功后在命令行里運行 pypy,輸出結果如下:

復制代碼 代碼如下:

C:\Documents and Settings\Administrator>pypy
 Python 2.7.2 (0e28b379d8b3, Feb 09 2012, 18:31:47)
 [PyPy 1.8.0 with MSC v.1500 32 bit] on win32
 Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
 And now for something completely different: ``PyPy is vast, and contains
 multitudes''
 >>>>

  以清單 5 的循環(huán)為例子,使用 python 和 pypy 分別運行,得到的運行結果分別如下:

復制代碼 代碼如下:

C:\Documents and Settings\Administrator\ 桌面 \doc\python>pypy loop.py
 total run time:
 8.42199993134
 C:\Documents and Settings\Administrator\ 桌面 \doc\python>python loop.py
 total run time:
 106.391000032

  可見使用 pypy 來編譯和運行程序,其效率大大的提高。
 
  Cython
 
  Cython 是用 python 實現(xiàn)的一種語言,可以用來寫 python 擴展,用它寫出來的庫都可以通過 import 來載入,性能上比 python 的快。cython 里可以載入 python 擴展 ( 比如 import math),也可以載入 c 的庫的頭文件 ( 比如 :cdef extern from “math.h”),另外也可以用它來寫 python 代碼。將關鍵部分重寫成 C 擴展模塊
 
  Linux Cpython 的安裝:
 
  第一步:下載

復制代碼 代碼如下:

[root@v5254085f259 cpython]# wget -N http://cython.org/release/Cython-0.15.1.zip
 --2012-04-16 22:08:35--  http://cython.org/release/Cython-0.15.1.zip
 Resolving cython.org... 128.208.160.197
 Connecting to cython.org|128.208.160.197|:80... connected.
 HTTP request sent, awaiting response... 200 OK
 Length: 2200299 (2.1M) [application/zip]
 Saving to: `Cython-0.15.1.zip'
 100%[======================================>] 2,200,299   1.96M/s   in 1.1s
 2012-04-16 22:08:37 (1.96 MB/s) - `Cython-0.15.1.zip' saved [2200299/2200299]

  第二步:解壓

復制代碼 代碼如下:

[root@v5254085f259 cpython]# unzip -o Cython-0.15.1.zip

  第三步:安裝

復制代碼 代碼如下:

python setup.py install

  安裝完成后直接輸入 cython,如果出現(xiàn)如下內容則表明安裝成功。

復制代碼 代碼如下:

[root@v5254085f259 Cython-0.15.1]# cython
 Cython (http://cython.org) is a compiler for code written in the
 Cython language.  Cython is based on Pyrex by Greg Ewing.
 Usage: cython [options] sourcefile.{pyx,py} ...
 Options:
  -V, --version                  Display version number of cython compiler
  -l, --create-listing           Write error messages to a listing file
  -I, --include-dir <directory>  Search for include files in named directory
                                 (multiple include directories are allowed).
  -o, --output-file <filename>   Specify name of generated C file
  -t, --timestamps               Only compile newer source files
  -f, --force                    Compile all source files (overrides implied -t)
  -q, --quiet                    Don't print module names in recursive mode
  -v, --verbose                  Be verbose, print file names on multiple compil ation
  -p, --embed-positions          If specified, the positions in Cython files of each
  function definition is embedded in its docstring.
  --cleanup <level>
  Release interned objects on python exit, for memory debugging.
    Level indicates aggressiveness, default 0 releases nothing.
  -w, --working <directory>
  Sets the working directory for Cython (the directory modules are searched from)
  --gdb Output debug information for cygdb
  -D, --no-docstrings
              Strip docstrings from the compiled module.
  -a, --annotate
              Produce a colorized HTML version of the source.
  --line-directives
              Produce #line directives pointing to the .pyx source
  --cplus
              Output a C++ rather than C file.
  --embed[=<method_name>]
              Generate a main() function that embeds the Python interpreter.
  -2          Compile based on Python-2 syntax and code seman tics.
  -3          Compile based on Python-3 syntax and code seman tics.
  --fast-fail     Abort the compilation on the first error
  --warning-error, -Werror       Make all warnings into errors
  --warning-extra, -Wextra       Enable extra warnings
  -X, --directive <name>=<value>
  [,<name=value,...] Overrides a compiler directive

  其他平臺上的安裝可以參考文檔:http://docs.cython.org/src/quickstart/install.html
 
  Cython 代碼與 python 不同,必須先編譯,編譯一般需要經(jīng)過兩個階段,將 pyx 文件編譯為 .c 文件,再將 .c 文件編譯為 .so 文件。編譯有多種方法:
 •通過命令行編譯:假設有如下測試代碼,使用命令行編譯為 .c 文件。

復制代碼 代碼如下:

def sum(int a,int b):
        print a+b
 [root@v5254085f259 test]# cython sum.pyx
 [root@v5254085f259 test]# ls
 total 76
 4 drwxr-xr-x 2 root root  4096 Apr 17 02:45 .
 4 drwxr-xr-x 4 root root  4096 Apr 16 22:20 ..
 4 -rw-r--r-- 1 root root    35 Apr 17 02:45 1
 60 -rw-r--r-- 1 root root 55169 Apr 17 02:45 sum.c
 4 -rw-r--r-- 1 root root    35 Apr 17 02:45 sum.pyx

  在 linux 上利用 gcc 編譯為 .so 文件:

復制代碼 代碼如下:

[root@v5254085f259 test]# gcc -shared -pthread -fPIC -fwrapv -O2
 -Wall -fno-strict-aliasing -I/usr/include/python2.4 -o sum.so sum.c
 [root@v5254085f259 test]# ls
 total 96
 4 drwxr-xr-x 2 root root  4096 Apr 17 02:47 .
 4 drwxr-xr-x 4 root root  4096 Apr 16 22:20 ..
 4 -rw-r--r-- 1 root root    35 Apr 17 02:45 1
 60 -rw-r--r-- 1 root root 55169 Apr 17 02:45 sum.c
 4 -rw-r--r-- 1 root root    35 Apr 17 02:45 sum.pyx
 20 -rwxr-xr-x 1 root root 20307 Apr 17 02:47 sum.so

  使用 distutils 編譯
 
  建立一個 setup.py 的腳本:

復制代碼 代碼如下:

from distutils.core import setup
 from distutils.extension import Extension
 from Cython.Distutils import build_ext
 ext_modules = [Extension("sum", ["sum.pyx"])]
 setup(
    name = 'sum app',
    cmdclass = {'build_ext': build_ext},
    ext_modules = ext_modules
 )
 [root@v5254085f259 test]#  python setup.py build_ext --inplace
 running build_ext
 cythoning sum.pyx to sum.c
 building 'sum' extension
 gcc -pthread -fno-strict-aliasing -fPIC -g -O2 -DNDEBUG -g -fwrapv -O3
 -Wall -Wstrict-prototypes -fPIC -I/opt/ActivePython-2.7/include/python2.7
  -c sum.c -o build/temp.linux-x86_64-2.7/sum.o
 gcc -pthread -shared build/temp.linux-x86_64-2.7/sum.o
 -o /root/cpython/test/sum.so

  編譯完成之后可以導入到 python 中使用:

復制代碼 代碼如下:

[root@v5254085f259 test]# python
 ActivePython 2.7.2.5 (ActiveState Software Inc.) based on
 Python 2.7.2 (default, Jun 24 2011, 11:24:26)
 [GCC 4.0.2 20051125 (Red Hat 4.0.2-8)] on linux2
 Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
 >>> import pyximport; pyximport.install()
 >>> import sum
 >>> sum.sum(1,3)

  下面來進行一個簡單的性能比較:
 
  清單 9. Cython 測試代碼

復制代碼 代碼如下:

from time import time
 def test(int n):
        cdef int a =0
        cdef int i
        for i in xrange(n):
                a+= i
        return a
 t = time()
 test(10000000)
 print "total run time:"
 print time()-t

  測試結果:

復制代碼 代碼如下:

[GCC 4.0.2 20051125 (Red Hat 4.0.2-8)] on linux2
 Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
 >>> import pyximport; pyximport.install()
 >>> import ctest
 total run time:
 0.00714015960693

  清單 10. Python 測試代碼

復制代碼 代碼如下:

from time import time
 def test(n):
        a =0;
        for i in xrange(n):
                a+= i
        return a
 t = time()
 test(10000000)
 print "total run time:"
 print time()-t
 [root@v5254085f259 test]# python test.py
 total run time:
 0.971596002579

  從上述對比可以看到使用 Cython 的速度提高了將近 100 多倍。

總結
 
  本文初步探討了 python 常見的性能優(yōu)化技巧以及如何借助工具來定位和分析程序的性能瓶頸,并提供了相關可以進行性能優(yōu)化的工具或語言,希望能夠更相關人員一些參考。

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