为什么for _ in范围(N)比in [""]*n慢？

Question

测试for _ in range(n)的替代方案(为了执行一些动作n时间，即使操作不依赖于n的值)，我注意到还有另一个更快的模式，for _ in [""] * n。

例如：

timeit('for _ in range(10^1000): pass', number=1000000)

返回16.4秒；

然而，

timeit('for _ in [""]*(10^1000): pass', number=1000000)

需要10.7秒。

为什么在Python3中[""] * 10^1000比range(10^1000)快得多？

使用Python3.3完成的所有测试

Answer 1

在range()上迭代时，为0到n之间的所有整数生成对象；这需要(很小)的时间，即使使用small integers having been cached也是如此。

另一方面，[None] * n上的循环生成对1个对象的n引用，创建该列表的速度要快一些。

然而，range()对象使用的内存要少得多，启动时的可读性也更强，这就是为什么人们更喜欢使用它。大多数代码不必从性能中挤出最后一滴。

如果需要这样的速度，可以使用不需要内存的自定义迭代，使用带有第二个参数的itertools.repeat()：

from itertools import repeat

for _ in repeat(None, n):

至于你的计时测试，有一些问题。

首先，您在['']*n定时循环中出错；您没有嵌入两个引号，而是连接了两个字符串并生成了一个空列表。

>>> '['']*n'
'[]*n'
>>> []*100
[]

在迭代中，这将是无与伦比的，因为您已经迭代了0次。

您也没有使用大数字；^是二进制XOR运算符，而不是power运算符：

>>> 10^1000
994

这意味着您的测试遗漏了创建大量空值列表所需的时间。

使用更好的数字和None可以为您提供：

>>> from timeit import timeit
>>> 10 ** 6
1000000
>>> timeit("for _ in range(10 ** 6): pass", number=100)
3.0651066239806823
>>> timeit("for _ in [None] * (10 ** 6): pass", number=100)
1.9346517859958112
>>> timeit("for _ in repeat(None, 10 ** 6): pass", 'from itertools import repeat', number=100)
1.4315521717071533

Answer 2

你的问题是你不正确地给timeit喂食。

您需要给出包含timeit语句的字符串。如果你这样做了

stmt = 'for _ in ['']*100: pass'

看看stmt的值。方括号内的引号字符与字符串分隔符相匹配，因此它们被Python解释为字符串分隔符。由于Python连接相邻的字符串文本，您将看到真正拥有的与'for _ in [' + ']*100: pass'相同，这将为您提供'for _ in []*100: pass'。

所以你的“超快”循环只是在空列表上循环，而不是100个元素的列表。例如，试试你的测试，

stmt = 'for _ in [""]*100: pass'