Python 中的 timeit 模塊可以用來(lái)測(cè)試一段代碼的執(zhí)行耗時(shí)，如一個(gè)變量賦值語(yǔ)句的執(zhí)行時(shí)間，一個(gè)函數(shù)的運(yùn)行時(shí)間等。

timeit 模塊是 Python 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中的模塊，無(wú)需安裝，直接導(dǎo)入就可以使用。導(dǎo)入時(shí)直接 import timeit ，可以使用 timeit() 函數(shù)和 repeat() 函數(shù)，還有 Timer 類(lèi)。使用 from timeit import ... 時(shí)，只能導(dǎo)入 Timer 類(lèi)(有全局變量 __all__ 限制)。

timeit 模塊的源碼總共只有 300 多行，主要就是實(shí)現(xiàn)上面的兩個(gè)函數(shù)和一個(gè)類(lèi)，可以自己看一下。

接下來(lái)就開(kāi)始使用 timeit 模塊來(lái)測(cè)試代碼執(zhí)行時(shí)間，我使用 timeit 模塊來(lái)對(duì)比 Python 列表從頭部添加數(shù)據(jù)和從尾部添加數(shù)據(jù)的執(zhí)行時(shí)間(測(cè)試什么根據(jù)需求來(lái)定)。

一、使用 timeit() 函數(shù)測(cè)試運(yùn)行時(shí)間

1. 準(zhǔn)備測(cè)試函數(shù)

先寫(xiě)兩個(gè)函數(shù)，一個(gè)函數(shù)是從列表頭部添加數(shù)據(jù)，另一個(gè)函數(shù)是從列表尾部添加數(shù)據(jù)。

#coding = utf - 8def insert_time_test(): insert_list = list()for i in range(10): insert_list.insert(0, i)def append_time_test(): append_list = list()for i in range(10): append_list.append(i)if __name__ == ’__main__’: import timeit# coding = utf - 8def insert_time_test(): insert_list = list()for i in range(10): insert_list.insert(0, i)def append_time_test(): append_list = list()for i in range(10): append_list.append(i)if __name__ == ’__main__’: import timeit

2. timeit(stmt='pass', setup='pass', timer=default_timer, number=default_number) 函數(shù)介紹

timeit() 函數(shù)有四個(gè)參數(shù)，每個(gè)參數(shù)都是關(guān)鍵字參數(shù)，都有默認(rèn)值。

stmt：傳入需要測(cè)試時(shí)間的代碼，可以直接傳入代碼表達(dá)式或單個(gè)變量，也可以傳入函數(shù)。傳入函數(shù)時(shí)要在函數(shù)名后面加上小括號(hào)，讓函數(shù)執(zhí)行，如 stmt = ‘func()’ 。

setup：傳入 stmt 的運(yùn)行環(huán)境，如 stmt 中使用到的參數(shù)、變量，要導(dǎo)入的模塊等，如 setup = ‘from __main__ import func’ (__main__表示當(dāng)前的文件)。可以寫(xiě)一行語(yǔ)句，也可以寫(xiě)多行語(yǔ)句，寫(xiě)多行語(yǔ)句時(shí)用分號(hào)隔開(kāi)。

stmt 參數(shù)和 setup 參數(shù)默認(rèn)值都是 pass，如果不傳值，那么就失去了測(cè)試的意義，所以這兩個(gè)參數(shù)是必要的。

timer: timer 參數(shù)是當(dāng)前操作系統(tǒng)的基本時(shí)間單位，默認(rèn)會(huì)根據(jù)當(dāng)前運(yùn)行環(huán)境的操作系統(tǒng)自動(dòng)獲取(源碼中已經(jīng)定義)，保持默認(rèn)即可。

number：要測(cè)試的代碼的運(yùn)行次數(shù)，默認(rèn)1000000(一百萬(wàn))次，對(duì)于耗時(shí)的代碼，運(yùn)行太多次會(huì)花很多時(shí)間，可以自己修改運(yùn)行次數(shù)。

3. 測(cè)試函數(shù)的運(yùn)行時(shí)間

現(xiàn)在使用 timeit() 來(lái)測(cè)試上面兩個(gè)函數(shù)的運(yùn)行時(shí)間。

insert_time_timeit = timeit.timeit(stmt=’insert_time_test()’,setup=’from __main__ import insert_time_test’)print(’insert_time_timeit: ’, insert_time_timeit)append_time_timeit = timeit.timeit(stmt=’append_time_test()’,setup=’from __main__ import append_time_test’)print(’append_time_timeit: ’, append_time_timeit)

運(yùn)行結(jié)果：

(’insert_time_timeit: ’, 2.9112871)(’append_time_timeit: ’, 1.8884124999999998)

可以看到，在列表頭部添加數(shù)據(jù)的時(shí)間比在列表尾部添加數(shù)據(jù)的時(shí)間長(zhǎng)。

4. 測(cè)試代碼(表達(dá)式)的運(yùn)行時(shí)間

繼續(xù)使用 timeit() 測(cè)試上面代碼的運(yùn)行時(shí)間，只是這次是直接將代碼傳入到參數(shù)中，而不是傳入函數(shù)。

insert_time_timeit = timeit.timeit(stmt=’list(insert_list.insert(0, i) for i in init_list)’,setup=’insert_list=list();init_list=range(10)’,number=100000)print(’insert_time_timeit: ’, insert_time_timeit)append_time_timeit = timeit.timeit(stmt=’list(append_list.append(i) for i in init_list)’,setup=’append_list=list();init_list=range(10)’,number=100000)print(’append_time_timeit: ’, append_time_timeit)

由于時(shí)間很長(zhǎng)，代碼中特意將 number 從一百萬(wàn)次改成了十萬(wàn)次。運(yùn)行結(jié)果如下：

(’insert_time_timeit: ’, 330.46189400000003)(’append_time_timeit: ’, 0.21436310000001413)

相對(duì)來(lái)說(shuō)，對(duì)于相同的操作，使用函數(shù)的運(yùn)行時(shí)間遠(yuǎn)小于直接傳入代碼表達(dá)式的時(shí)間，頭部插入數(shù)據(jù)的尤其明顯。

二、使用 repeat() 函數(shù)測(cè)試運(yùn)行時(shí)間

1. repeat(stmt='pass', setup='pass', timer=default_timer, repeat=default_repeat, number=default_number) 函數(shù)介紹

repeat() 函數(shù)有五個(gè)參數(shù)，每個(gè)參數(shù)都是關(guān)鍵字參數(shù)，都有默認(rèn)值。相比 timeit() 函數(shù)而言，timeit() 函數(shù)有的參數(shù) repeat() 函數(shù)都有，此外，repeat() 函數(shù)多了一個(gè) repeat 參數(shù)。

repeat：表示測(cè)試要重復(fù)幾次，可以理解為將相同參數(shù)的 timeit() 函數(shù)重復(fù)執(zhí)行。最終的結(jié)果構(gòu)成一個(gè)列表返回，repeat 默認(rèn)為3次。

2. 測(cè)試函數(shù)的運(yùn)行時(shí)間

現(xiàn)在使用 repeat() 來(lái)測(cè)試上面兩個(gè)函數(shù)的運(yùn)行時(shí)間。

insert_time_repeat = timeit.repeat(stmt=’insert_time_test()’,setup=’from __main__ import insert_time_test’)print(’insert_time_repeat: ’, insert_time_repeat)append_time_repeat = timeit.repeat(stmt=’append_time_test()’,setup=’from __main__ import append_time_test’)print(’append_time_repeat: ’, append_time_repeat)

運(yùn)行結(jié)果如下：

(’insert_time_repeat: ’, [2.7707739, 2.908885, 2.7164823999999994])(’append_time_repeat: ’, [1.7458063, 1.777368000000001, 1.8675014999999995])

3. 測(cè)試代碼(表達(dá)式)的運(yùn)行時(shí)間

繼續(xù)使用 repeat() 測(cè)試上面代碼的運(yùn)行時(shí)間，直接傳入代碼，上面將 number 改成十萬(wàn)次后，時(shí)間還是很長(zhǎng)(300多秒)，所以繼續(xù)減小 number ，改成一萬(wàn)次。

insert_time_repeat = timeit.repeat(stmt=’list(insert_list.insert(0, i) for i in init_list)’,setup=’insert_list=list();init_list=range(10)’,repeat=5,number=10000)print(’insert_time_repeat: ’, insert_time_repeat)append_time_repeat = timeit.repeat(stmt=’list(append_list.append(i) for i in init_list)’,setup=’append_list=list();init_list=range(10)’,repeat=5,number=10000)print(’append_time_repeat: ’, append_time_repeat)

運(yùn)行結(jié)果如下：

(’insert_time_repeat: ’, [2.591015, 2.5814996999999997, 2.5547322, 2.6153070000000005, 2.5496864000000006])(’append_time_repeat: ’, [0.0181692999999985, 0.01746889999999901, 0.018901899999999472, 0.018737400000000903, 0.018211900000000725])

三、使用 Timer 類(lèi)測(cè)試運(yùn)行時(shí)間

1. Timer 類(lèi)介紹

上面使用了 timeit() 函數(shù)和 repeat() 函數(shù)，其實(shí)在 timeit 模塊中，這兩個(gè)函數(shù)都是對(duì) Timer 類(lèi)做了進(jìn)一步的封裝，實(shí)際調(diào)用的還是 Timer 類(lèi)中的方法。

在 Timer 類(lèi)中，實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)方法，timeit() 方法和 repeat() 方法，上面兩個(gè)函數(shù)調(diào)用的就是這兩個(gè)方法。

在使用 from timeit import ... 時(shí)，只能導(dǎo)入 Timer 類(lèi)，所以可以直接使用 Timer 類(lèi)來(lái)測(cè)試，可以自己去調(diào)用方法，使用起來(lái)更靈活。

2. 測(cè)試列表頭部添加

先實(shí)例化一個(gè) Timer 類(lèi)的對(duì)象，實(shí)例化時(shí)傳入 stmt 和 setup 參數(shù)(參數(shù)的含義與上面一致)，timer 參數(shù)保持默認(rèn)，然后通過(guò)實(shí)例對(duì)象調(diào)用對(duì)應(yīng)的 timeit() 方法或 repeat() 方法，在 timeit() 方法中傳入 number，在repeat() 方法中傳入 number 和 repeat 。

使用 timeit() 方法和 repeat() 方法測(cè)試從頭部添加數(shù)據(jù)的運(yùn)行時(shí)間。

timer_insert = timeit.Timer(stmt=’insert_time_test()’, setup=’from __main__ import insert_time_test’)insert_time_timeit = timer_insert.timeit(number=1000000)print(’insert_time_timeit: ’, insert_time_timeit)insert_time_repeat = timer_insert.repeat(number=1000000)print(’insert_time_repeat: ’, insert_time_repeat)

運(yùn)行結(jié)果如下：

(’insert_time_timeit: ’, 2.7732486)(’insert_time_repeat: ’, [2.7367806999999997, 2.707402600000001, 2.7288245999999994])

3. 測(cè)試列表尾部添加

使用 timeit() 方法和 repeat() 方法測(cè)試從尾部添加數(shù)據(jù)的運(yùn)行時(shí)間。

timer_append = timeit.Timer(stmt=’append_time_test()’, setup=’from __main__ import append_time_test’)append_time_timeit = timer_append.timeit(number=1000000)print(’append_time_timeit: ’, append_time_timeit)append_time_repeat = timer_append.repeat(number=1000000)print(’append_time_repeat: ’, append_time_repeat)

運(yùn)行結(jié)果如下：

(’append_time_timeit: ’, 1.9966106000000001)(’append_time_repeat: ’, [1.9523343999999998, 1.8373857999999998, 1.8695377000000004])

timeit 模塊是一個(gè)比較簡(jiǎn)單的模塊，大概用法就這些了。

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