如何让python的运行速度得到提升

站长资源 2024/11/24 佚名

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python一直被病垢运行速度太慢，但是实际上python的执行效率并不慢，慢的是python用的解释器Cpython运行效率太差。

“一行代码让python的运行速度提高100倍”这绝不是哗众取宠的论调。

我们来看一下这个最简单的例子，从1一直累加到1亿。

最原始的代码：

import time
def foo(x,y):
  tt = time.time()
  s = 0
  for i in range(x,y):
    s += i
  print('Time used: {} sec'.format(time.time()-tt))
  return s
print(foo(1,100000000))

结果

Time used: 6.779874801635742 sec
4999999950000000

是不是快了100多倍呢？

那么下面就分享一下“为啥numba库的jit模块那么牛掰？”

NumPy的创始人Travis Oliphant在离开Enthought之后，创建了CONTINUUM，致力于将Python大数据处理方面的应用。最近推出的Numba项目能够将处理NumPy数组的Python函数JIT编译为机器码执行，从而上百倍的提高程序的运算速度。

Numba项目的主页上有Linux下的详细安装步骤。编译LLVM需要花一些时间。

Windows用户可以从Unofficial Windows Binaries for Python Extension Packages下载安装LLVMPy、meta和numba等几个扩展库。

下面我们看一个例子：

import numba as nb
from numba import jit
@jit('f8(f8[:])')
def sum1d(array):
 s = 0.0
 n = array.shape[0]
 for i in range(n):
  s += array[i]
 return s
import numpy as np
array = np.random.random(10000)
%timeit sum1d(array)
%timeit np.sum(array)
%timeit sum(array)
10000 loops, best of 3: 38.9 us per loop
10000 loops, best of 3: 32.3 us per loop
100 loops, best of 3: 12.4 ms per loop

numba中提供了一些修饰器，它们可以将其修饰的函数JIT编译成机器码函数，并返回一个可在Python中调用机器码的包装对象。为了能将Python函数编译成能高速执行的机器码，我们需要告诉JIT编译器函数的各个参数和返回值的类型。我们可以通过多种方式指定类型信息，在上面的例子中，类型信息由一个字符串'f8(f8[:])'指定。其中'f8'表示8个字节双精度浮点数，括号前面的'f8'表示返回值类型，括号里的表示参数类型，'[:]'表示一维数组。因此整个类型字符串表示sum1d()是一个参数为双精度浮点数的一维数组，返回值是一个双精度浮点数。

内容扩展：

Python运行速度提升

相比较C，C++，python一直被抱怨运行速度很慢，实际上python的执行效率并不慢，而是解释器Cpython运行效率很差。

通过使用numba库的jit可以让python的运行速度提高百倍以上。

同诺简单累加，相乘的例子，可以看出。

#!/usr/bin/env python
# encoding: utf-8
'''
@author: Victor
@Company：华中科技大学电气学院聚变与等离子研究所
@version: V1.0
@contact: 1650996069@qq.com 2018--2020
@software: PyCharm2018
@file: quickPython3.py
@time: 2018/9/21 20:54
@desc:使用numba的jit是python代码运行速度提高100倍左右
'''
'''平常运行'''
import time
def add(x,y):
    tt = time.time()
    s = 0
    for i in range(x,y):
        s += i
    print('The time used: {} seconds'.format(time.time()-tt))
    return s
 
add(1,100000000)
##########结果###############
# D:\Python3\python.exe D:/Pycharm2018Works/InsteringPython3/SomeBasics/quickPython3.py
# The time used: 6.712835788726807 seconds
# Process finished with exit code 0

'''调用numba运行'''
import time
from numba import jit
@jit
def add(x,y):
    tt = time.time()
    s = 0
    for i in range(x,y):
        s += i
    print('The time used: {} seconds'.format(time.time()-tt))
    return s
 
add(1,100000000)
##########结果###############
# D:\Python3\python.exe D:/Pycharm2018Works/InsteringPython3/SomeBasics/quickPython3.py
# The time used: 0.06396007537841797 seconds
# 
# Process finished with exit code 0

Numba模块能够将处理NumPy数组的Python函数JIT编译为机器码执行，从而上百倍的提高程序的运算速度。

python,运行速度

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2024年11月24日

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