Python首選語法背後的理由

Question

在Python中倡導使用for i in xrange(...)風格的循環結構的基本原理是什麼？對於簡單的整數循環，開銷的差異是相當大的。我進行使用兩段代碼一個簡單的測試：

文件idiomatic.py：

#!/usr/bin/env python 

M = 10000 
N = 10000 

if __name__ == "__main__": 
    x, y = 0, 0 
    for x in xrange(N): 
     for y in xrange(M): 
      pass 

文件cstyle.py：

#!/usr/bin/env python 

M = 10000 
N = 10000 

if __name__ == "__main__": 
    x, y = 0, 0 
    while x < N: 
     while y < M: 
      y += 1 
     x += 1 

剖析結果如下：

bash-3.1$ time python cstyle.py 

real 0m0.109s 
user 0m0.015s 
sys  0m0.000s 

bash-3.1$ time python idiomatic.py 

real 0m4.492s 
user 0m0.000s 
sys  0m0.031s 

我可以理解爲什麼Pythonic版本更慢 - 我想象它與調用xrange有很多關係，如果有一種方法可以倒回發生器，也許這可以被消除。但是，通過這種執行時間的差異，爲什麼會喜歡使用Pythonic版本？

編輯：我進行再次使用泰利先生提供的代碼測試，結果確實不如現在：

我想我會從這裏線程枚舉結論：

1）即使代碼包含在if __name__ == "__main__":塊中，模塊範圍內的大量代碼也是一個壞主意，。

2）*奇怪的是，修改屬於thebadone我的版本不正確的代碼（設爲y成長過程中沒有復位）產生的性能差別不大，甚至對於較大的M值和N

Answer 1

下面是適當的比較，例如，在loop.py：

M = 10000 
N = 10000 

def thegoodone(): 
    for x in xrange(N): 
     for y in xrange(M): 
      pass 

def thebadone(): 
    x = 0 
    while x < N: 
     y = 0 
     while y < M: 
      y += 1 
     x += 1 

幾乎所有的代碼應該始終在功能 - 把一個億的循環在一個模塊的頂級顯示性能完全不顧及作出的任何嘗試的嘲弄測量表示。

一旦你做到了這一點，你會看到：

$ python -mtimeit -s'import loop' 'loop.thegoodone()' 
10 loops, best of 3: 3.45 sec per loop 
$ python -mtimeit -s'import loop' 'loop.thebadone()' 
10 loops, best of 3: 10.6 sec per loop 

所以，適當的衡量，你主張糟糕的辦法是比Python的促進好辦法慢3倍左右。我希望這會讓你重新考慮你錯誤的倡導。

Answer 2

你忘了在內部循環後將y重置爲0。

#!/usr/bin/env python 
M = 10000 
N = 10000 

if __name__ == "__main__": 
    x, y = 0, 0 
    while x < N: 
     while y < M: 
      y += 1 
     x += 1 
     y = 0 

編輯：20.63s後使用的xrange

Answer 3

好用於遍歷數據結構

的for i in ...語法是偉大的遍歷數據結構的修復與6.97s。在較低級別的語言中，您通常會遍歷由int索引的數組，但使用python語法可以消除索引步驟。

Answer 4

我重複了@Alex Martelli's answer的測試。慣用的環比while循環更快次：

python -mtimeit -s'from while_vs_for import while_loop as loop' 'loop(10000)' 
10 loops, best of 3: 9.6 sec per loop 
python -mtimeit -s'from while_vs_for import for_loop as loop' 'loop(10000)' 
10 loops, best of 3: 1.83 sec per loop 

while_vs_for.py：

def while_loop(N): 
    x = 0 
    while x < N: 
     y = 0 
     while y < N: 
      pass 
      y += 1 
     x += 1 

def for_loop(N): 
    for x in xrange(N): 
     for y in xrange(N): 
      pass 

在模塊級：

$ time -p python for.py 
real 4.38 
user 4.37 
sys 0.01 
$ time -p python while.py 
real 14.28 
user 14.28 
sys 0.01 

Answer 5

這不是直接回答這個問題，但我想打開對話框xrange()。兩件事情：

A.有一些錯誤與OP陳述，沒有人（在不進行重置y的代碼是，除了BUG）尚未糾正的一個：

「我想象有很多事情要做調用x範圍N次......」

不像傳統計數for循環，Python的更像是一個外殼的foreach ...遍歷一個可迭代。因此，xrange()被稱爲恰好一次，而不是「N次」。

B. xrange()是Python 2中此函數的名稱。它將在Python 3中替換並重命名爲range()，因此在移植時請記住這一點。如果你還不知道，xrange()返回一個迭代器（類似於object），而range()返回列表。由於後者效率較低，因此已棄用xrange()，這對記憶更友好。對於所有需要列出的人，Python 3中的解決方法是list(range(N))。