Python的[ <generator expression> ]比列表快至少3倍（ <generator expression> ）？

Question

似乎在生成器表達式（test1）周圍使用[]表現得比將它放在list（）（test2）中要好得多。 當我只是將列表傳遞給list（）以進行淺拷貝（test3）時，速度就不存在了。 為什么是這樣？

證據：

from timeit import Timer

t1 = Timer("test1()", "from __main__ import test1")
t2 = Timer("test2()", "from __main__ import test2")
t3 = Timer("test3()", "from __main__ import test3")

x = [34534534, 23423523, 77645645, 345346]

def test1():
    [e for e in x]

print t1.timeit()
#0.552290201187


def test2():
    list(e for e in x)

print t2.timeit()
#2.38739395142

def test3():
    list(x)

print t3.timeit()
#0.515818119049

機器：64位AMD，Ubuntu 8.04，Python 2.7（r27：82500）

Answer 1

好吧，我的第一步是獨立設置兩個測試，以確保這不是例如定義函數的順序的結果。

>python -mtimeit "x=[34534534, 23423523, 77645645, 345346]" "[e for e in x]"
1000000 loops, best of 3: 0.638 usec per loop

>python -mtimeit "x=[34534534, 23423523, 77645645, 345346]" "list(e for e in x)"
1000000 loops, best of 3: 1.72 usec per loop

果然，我可以復制這個。 好的，下一步是查看字節碼，看看實際發生了什么：

>>> import dis
>>> x=[34534534, 23423523, 77645645, 345346]
>>> dis.dis(lambda: [e for e in x])
  1           0 LOAD_CONST               0 (<code object <listcomp> at 0x0000000001F8B330, file "<stdin>", line 1>)
              3 MAKE_FUNCTION            0
              6 LOAD_GLOBAL              0 (x)
              9 GET_ITER
             10 CALL_FUNCTION            1
             13 RETURN_VALUE
>>> dis.dis(lambda: list(e for e in x))
  1           0 LOAD_GLOBAL              0 (list)
              3 LOAD_CONST               0 (<code object <genexpr> at 0x0000000001F8B9B0, file "<stdin>", line 1>)
              6 MAKE_FUNCTION            0
              9 LOAD_GLOBAL              1 (x)
             12 GET_ITER
             13 CALL_FUNCTION            1
             16 CALL_FUNCTION            1
             19 RETURN_VALUE

請注意，第一個方法直接創建列表，而第二個方法創建genexpr對象並將其傳遞給全局list 。 這可能是開銷所在。

還要注意，差異大約是一微秒，即完全無關緊要。

---

其他有趣的數據

這仍然適用於非平凡的列表

>python -mtimeit "x=range(100000)" "[e for e in x]"
100 loops, best of 3: 8.51 msec per loop

>python -mtimeit "x=range(100000)" "list(e for e in x)"
100 loops, best of 3: 11.8 msec per loop

對於不那么簡單的地圖功能：

>python -mtimeit "x=range(100000)" "[2*e for e in x]"
100 loops, best of 3: 12.8 msec per loop

>python -mtimeit "x=range(100000)" "list(2*e for e in x)"
100 loops, best of 3: 16.8 msec per loop

和（雖然不太強烈）如果我們過濾列表：

>python -mtimeit "x=range(100000)" "[e for e in x if e%2]"
100 loops, best of 3: 14 msec per loop

>python -mtimeit "x=range(100000)" "list(e for e in x if e%2)"
100 loops, best of 3: 16.5 msec per loop

Answer 2

list(e for e in x)不是列表genexpr ，它是一個genexpr對象(e for e in x)被創建並傳遞給list工廠函數。 據推測，對象創建和方法調用會產生開銷。

Answer 3

在python list必須在模塊中查找名稱，然后在內置中查找。 雖然你不能改變列表理解意味着列表調用必須只是標准的查找+函數調用，因為它可以被重新定義為其他東西。

查看為理解而生成的vm代碼，可以看出，當列表調用是普通調用時，它是內聯的。

>>> import dis
>>> def foo():
...     [x for x in xrange(4)]
... 
>>> dis.dis(foo)
  2           0 BUILD_LIST               0
              3 DUP_TOP             
              4 STORE_FAST               0 (_[1])
              7 LOAD_GLOBAL              0 (xrange)
             10 LOAD_CONST               1 (4)
             13 CALL_FUNCTION            1
             16 GET_ITER            
        >>   17 FOR_ITER                13 (to 33)
             20 STORE_FAST               1 (x)
             23 LOAD_FAST                0 (_[1])
             26 LOAD_FAST                1 (x)
             29 LIST_APPEND         
             30 JUMP_ABSOLUTE           17
        >>   33 DELETE_FAST              0 (_[1])
             36 POP_TOP             
             37 LOAD_CONST               0 (None)
             40 RETURN_VALUE        

>>> def bar():
...     list(x for x in xrange(4))
... 
>>> dis.dis(bar)
  2           0 LOAD_GLOBAL              0 (list)
              3 LOAD_CONST               1 (<code object <genexpr> at 0x7fd1230cf468, file "<stdin>", line 2>)
              6 MAKE_FUNCTION            0
              9 LOAD_GLOBAL              1 (xrange)
             12 LOAD_CONST               2 (4)
             15 CALL_FUNCTION            1
             18 GET_ITER            
             19 CALL_FUNCTION            1
             22 CALL_FUNCTION            1
             25 POP_TOP             
             26 LOAD_CONST               0 (None)
             29 RETURN_VALUE  

Answer 4

您的test2大致相當於：

def test2():
    def local():
        for i in x:
            yield i
    return list(local())

呼叫開銷解釋了增加的處理時間。