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你写的Python代码到底多快?这些测试工具了解了解

时间:2023-11-03 13:51:56  来源:  作者: 啥都会一点的研究生

当我们写完一个脚本或一个函数,首先能保证得到正确结果,其次尽可能的快(虽然会说Py这玩意咋整都慢,但有的项目就是得要基于Py开发)

本期将总结几种获取程序运行时间的方法,极大的帮助对比不同算法/写法效率

使用系统命令

每个操作系统都有自己的方法来算程序运行的时间,比如在windows PowerShell中,可以用 Measure-Command 来看一个Python/ target=_blank class=infotextkey>Python文件的运行时间

Measure-Command {python tutorial.py}

在Ubuntu中,使用time命令

time python tutorial.py

如果我们除了看整个 Python 脚本的运行时间外还想看看局部运行时间咋整

使用 IPython 的 Magic Command

如果你使用过如Jupyter Notebook等工具会知道,他们用到了一个叫做 IPython 的交互式 Python 环境

在 IPython 中,有一个特别方便的命令叫做 timeit

对于某行代码的测量可以使用%timeit

对于某一个代码单元格的测量,可以使用%%timeit

使用timeit

如果不用IPython咋整,没关系,已经很厉害了,Python 有一个内置的timeit模块,可以帮助检测小段代码运行时间

可以在命令行界面运行如下命令

python -m timeit '[i for i in range(100)]'

使用 timeit 测量执行此列表推导式所需的时间,得到输出

200000 loops, best of 5: 1.4 usec per loop

此输出表明每次计时将执行200000次列表推导,共计时测试了5次,最好的结果是1.4毫秒

或者直接在Python中调用

import timeit

print(timeit.timeit('[i for i in range(100)]', number=1))

对于更复杂的情况,有三个参数需要考虑:

  • stmt:待测量的代码片段,默认是 pass

  • setup:在运行 stmt 之前执行一些准备工作,默认也是 pass

  • number:要运行 stmt 的次数

     

比如一个更复杂的例子

import timeit

# prerequisites before running the stmt
my_setup = "from math import sqrt"

# code snippet we would like to measure
my_code = '''
def my_function():
    for x in range(10000000):
        sqrt(x)
'''

print(timeit.timeit(setup=my_setup,
                    stmt=my_code,
                    number=1000))
# 6.260000000000293e-05

使用time模块

Python中内置的time模块相信都不陌生,基本的用法是在待测代码段的起始与末尾分别打上时间戳,然后获得时间差

import time

def my_function():
    for i in range(10000000):
        pass
start = time.perf_counter()
my_function()
print(time.perf_counter()-start)
# 0.1179838

我经常使用time.perf_counter()来获取时间,更精确,在之前的教程中有提过

time模块中还有一些其他计时选择

  • time.timer():获取当前时间

  • time.perf_counter():计算程序的执行时间(高分辨率)

  • time.monotonic():计算程序的执行时间(低分辨率)

  • time.process_time():计算某个进程的CPU时间

  • time.thread_time():计算线程的CPU时间

     

假如我们需要在多个代码段测试运行时间,每个首尾都打上时间戳再计算时间差就有点繁琐了,咋整,上装饰器

import time


def log_execution_time(func):
    def wrApper(*args, **kwargs):
        start = time.perf_counter()
        res = func(*args, **kwargs)
        end = time.perf_counter()
        print(f'The execution of {func.__name__} used {end - start} seconds.')
        return res

    return wrapper


@log_execution_time
def my_function():
    for i in range(10000000):
        pass


my_function()
# The execution of my_function used 0.1156899 seconds.

如上例所示,这样就使得代码肥肠干净与整洁



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