加速你的 Python 代码

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在我看来，python社区分为了三个流派，分别是python 2.x组织，3.x组织和PyPy组织。这个分类基本上可以归根于类库的兼容性和速度。这篇文章将聚焦于一些通用代码的优化技巧以及编译成C后性能的显著提升，当然我也会给出三大主要python流派运行时间。我的目的不是为了证明一个比另一个强，只是为了让你知道如何在不同的环境下使用这些具体例子作比较。

使用生成器

一个普遍被忽略的内存优化是生成器的使用。生成器让我们创建一个函数一次只返回一条记录，而不是一次返回所有的记录，如果你正在使用python2.x，这就是你为啥使用xrange替代range或者使用ifilter替代filter的原因。一个很好地例子就是创建一个很大的列表并将它们拼合在一起。

import timeit

import random

def generate(num):

while num:

yield random.randrange(10)

num -= 1

def create_list(num):

numbers = []

while num:

numbers.append(random.randrange(10))

num -= 1

return numbers

print(timeit.timeit("sum(generate(999))", setup="from __main__ import generate", number=1000))

>>> 0.88098192215 #Python 2.7

>>> 1.416813850402832 #Python 3.2

print(timeit.timeit("sum(create_list(999))", setup="from __main__ import create_list", number=1000))

>>> 0.924163103104 #Python 2.7

>>> 1.5026731491088867 #Python 3.2

这不仅是快了一点，也避免了你在内存中存储全部的列表!

Ctypes的介绍

对于关键性的性能代码python本身也提供给我们一个API来调用C方法，主要通过 ctypes来实现，你可以不写任何C代码来利用ctypes。默认情况下python提供了预编译的标准c库，我们再回到生成器的例子，看看使用ctypes实现花费多少时间。

import timeit

from ctypes import cdll

def generate_c(num):

#Load standard C library

libc = cdll.LoadLibrary("libc.so.6") #Linux

#libc = cdll.msvcrt #Windows

while num:

yield libc.rand() % 10

num -= 1

print(timeit.timeit("sum(generate_c(999))", setup="from __main__ import generate_c", number=1000))

>>> 0.434374809265 #Python 2.7

>>> 0.7084300518035889 #Python 3.2

仅仅换成了c的随机函数，运行时间减了大半！现在如果我告诉你我们还能做得更好，你信吗?

Cython的介绍

Cython 是python的一个超集，允许我们调用C函数以及声明变量来提高性能。尝试使用之前我们需要先安装Cython.

1	sudo pip install cython

Cython 本质上是另一个不再开发的类似类库Pyrex的分支，它将我们的类Python代码编译成C库，我们可以在一个python文件中调用。对于你的python文件使用.pyx后缀替代.py后缀，让我们看一下使用Cython如何来运行我们的生成器代码。

#cython_generator.pyx

import random

def generate(num):

while num:

yield random.randrange(10)

num -= 1

我们需要创建个setup.py以便我们能获取到Cython来编译我们的函数。

from distutils.core import setup

from distutils.extension import Extension

from Cython.Distutils import build_ext

setup(

cmdclass = {'build_ext': build_ext},

ext_modules = [Extension("generator", ["cython_generator.pyx"])]

)

编译使用: