python為什么比較慢?針對這個(gè)問題,這篇文章詳細(xì)介紹了相對應(yīng)的分析和解答,希望可以幫助更多想解決這個(gè)問題的小伙伴找到更簡單易行的方法。
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Python是一種動(dòng)態(tài)類型,解釋性的語言,對于很多開發(fā)者來說,Python運(yùn)行慢是眾所周知的事情,其萬物皆對象的特性,就是導(dǎo)致其運(yùn)行慢的一個(gè)原因,下面將從三個(gè)方面來分析Python慢的原因。
動(dòng)態(tài)類型
Python是動(dòng)態(tài)類型而不是靜態(tài)類型的,這意味著,在程序執(zhí)行時(shí),解釋器并不知道變量的類型。對C語言來說,編譯器在聲明變量的時(shí)候就知道其類型了;對Python來說,程序執(zhí)行時(shí)只知道一個(gè)變量是某種Python對象。
對于下面的C代碼
int a = 1; int b = 2; int c = a + b;
編譯器始終知道a和b是整型,在執(zhí)行相加運(yùn)算時(shí),流程如下:
把
把
調(diào)用binary_add
把結(jié)果賦值給c
實(shí)現(xiàn)同樣功能的Python代碼如下:
a = 1 b = 2 c = a + b
解釋器只知道1和2是對象,但是并不知道這個(gè)對象的類型。所以解釋器必須檢查每個(gè)變量的PyObject_HEAD才能知道變量類型,然后執(zhí)行對應(yīng)的相加操作,最后要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)新的Python對象來保存返回值,大致流程如下:
第一步,把1賦值給a
1.設(shè)置a->PyObject_HEAD->typecode為整型
2.設(shè)置a->val = 1
第二步,把2賦值給b
1.設(shè)置a->PyObject_HEAD->typecode為整型
2.設(shè)置b->val = 2
第三步,調(diào)用binary_add
1.a->PyObject_HEAD獲取類型編碼
2.a是一個(gè)整型;值為a->val
3.b->PyObject_HEAD獲取類型編碼
4.b是一個(gè)整型,值為b->val
5.調(diào)用binary_add
6.結(jié)果為整型,存在result中
第四步,創(chuàng)建對象c
1.設(shè)c->PyObject_HEAD->typecode為整型
2.設(shè)置c->val為result
動(dòng)態(tài)類型意味著任何操作都會(huì)涉及更多的步驟。這是Python對數(shù)值操作比C語言慢的主要原因
Python是解釋型語言
上面介紹了解釋型代碼和編譯型代碼的一個(gè)區(qū)別。智能的編譯器可以提前預(yù)見并優(yōu)化重復(fù)或不需要的操作,這會(huì)帶來性能的提升。編譯器是一個(gè)大的話題,這里不會(huì)展開。
Python的對象模型會(huì)帶來低效的內(nèi)存訪問
和C語言的整數(shù)對比時(shí),我們指出了Python多了額外一層信息?,F(xiàn)在來看看數(shù)組的情況。在Python中我們可以使用標(biāo)準(zhǔn)庫中提供的List對象;而在C語言中我們會(huì)使用基于緩沖區(qū)的數(shù)組。
最簡單的NumPy數(shù)組是圍繞C數(shù)據(jù)構(gòu)建的Python對象,也就是說它有一個(gè)指向連續(xù)數(shù)據(jù)緩存區(qū)的指針。而Python的list具有指向連續(xù)的指針緩沖區(qū)的指針,這些指針每個(gè)都指向一個(gè)Python對象,結(jié)合上面的例子,這些Python對象是一個(gè)整數(shù)對象。這個(gè)結(jié)構(gòu)像下面這樣
很容易看出,如果你正在執(zhí)行按順序逐步完成數(shù)據(jù)的操作,numpy的內(nèi)存布局比Python的內(nèi)存布局更為高效,無論是存儲(chǔ)成本還是訪問的時(shí)間成本。
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