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python - 列表查找比元组更快？

coder 2023-05-25 原文

过去，当我需要在紧密循环中进行类似数组的索引查找时，我通常使用元组，因为它们通常看起来性能非常好(接近只使用 n 个变量)。然而，我今天决定质疑这个假设并得出了一些令人惊讶的结果:

In [102]: l = range(1000)
In [103]: t = tuple(range(1000))
In [107]: timeit(lambda : l[500], number = 10000000)
Out[107]: 2.465047836303711
In [108]: timeit(lambda : t[500], number = 10000000)
Out[108]: 2.8896381855010986

元组查找所需的时间似乎比列表查找长 17%!重复的实验给出了相似的结果。拆开每个，我发现它们都是:

In [101]: dis.dis(lambda : l[5])
  1           0 LOAD_GLOBAL              0 (l)
              3 LOAD_CONST               1 (5)
              6 BINARY_SUBSCR       
              7 RETURN_VALUE

作为引用，典型的 10,000,000 个全局变量查找/返回需要 2.2 秒。另外，我在没有 lambda 的情况下运行它，你知道，以防万一(请注意，数字 = 100,000,000 而不是 10,000,000)。

In [126]: timeit('t[500]', 't=range(1000)', number=100000000)
Out[126]: 6.972800970077515
In [127]: timeit('t[500]', 't=tuple(range(1000))', number=100000000)
Out[127]: 9.411366939544678

在这里，元组查找需要 35% 的时间。这里发生了什么？对于非常紧凑的循环，这实际上似乎是一个显着的差异。这可能是什么原因造成的？

请注意，对于分解成变量(例如 x,y=t)，元组会稍微快一些(在我的几次测试中减少了约 6% 的时间)，对于从固定数量的参数构造，元组更快(~83 ％ 更短的时间)。不要将这些结果作为一般规则；我刚刚执行了一些对大多数项目来说毫无意义的小测试。

In [169]: print(sys.version)
2.7.1 (r271:86882M, Nov 30 2010, 09:39:13) 
[GCC 4.0.1 (Apple Inc. build 5494)]

最佳答案

元组主要用于构造列表，而不是访问它们。

元组的访问速度应该稍快一些:它们需要少一个间接性。但是，我认为主要的好处是它们在构建列表时不需要第二次分配。

列表查找速度稍快的原因是 Python 引擎对其进行了特殊优化:

case BINARY_SUBSCR:
    w = POP();
    v = TOP();
    if (PyList_CheckExact(v) && PyInt_CheckExact(w)) {
        /* INLINE: list[int] */
        Py_ssize_t i = PyInt_AsSsize_t(w);
        if (i < 0)
            i += PyList_GET_SIZE(v);
        if (i >= 0 && i < PyList_GET_SIZE(v)) {
            x = PyList_GET_ITEM(v, i);
            Py_INCREF(x);
        }

去掉这个优化后，元组比列表快得多(大约 4%)。

请注意，在这里为元组添加单独的特殊情况优化并不是一个好主意。 VM 循环主体中的每种特殊情况都会增加代码大小，从而降低缓存一致性，这意味着每种 other 类型的查找都需要一个额外的分支。

关于python - 列表查找比元组更快？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/5626164/

python列表sectioncodepreperformancelisttuplespython-internals

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