为什么str.strip()比str.strip(‘)快得多？

Question

使用str.strip可以通过两种方式在空白上进行拆分。您可以发出没有参数的调用，str.strip() (默认使用空白分隔符)，也可以使用str.strip(' ')显式地自己提供参数。

但是，为什么这些函数在计时时表现得如此不同呢？

使用带有有意空白的示例字符串：

s = " " * 100 + 'a' + " " * 100

s.strip()和s.strip(' ')的时间分别为：

%timeit s.strip()
The slowest run took 32.74 times longer than the fastest. This could mean that an intermediate result is being cached.
1000000 loops, best of 3: 396 ns per loop

%timeit s.strip(' ')
100000 loops, best of 3: 4.5 µs per loop

strip采用396ns，而strip(' ')采用4.5 μs，在相同的条件下，rstrip和lstrip也会出现类似的场景。还有， seem do be affected too。

时间是为Python 3.5.2执行的，而在Python 2.7.1上则没有太大的差别。str.strip没有指出任何有用的东西，所以，为什么会发生这种情况？

Answer 1

以一种流行的方式：

这是因为对于这两种不同的情况，存在两个函数，在unicode_strip中可以看到；do_strip和_PyUnicodeXStrip --第一个函数的执行速度比第二个函数快得多。

函数do_strip用于不存在参数的公共情况str.strip()和调用str.strip(arg)的情况下的do_argstrip (包装_PyUnicode_XStrip)，即提供参数。

do_argstrip只检查分隔符，如果它有效且不等于None (在这种情况下它调用do_strip)，则调用_PyUnicode_XStrip。

do_strip和_PyUnicode_XStrip都遵循相同的逻辑，使用两个计数器，一个等于零，另一个等于字符串的长度。

使用两个while循环，第一个计数器被递增，直到达到一个不等于分隔符的值，第二个计数器被递减，直到满足相同的条件。

区别在于检查当前字符是否等于分隔符的方式。

对于do_strip

在最常见的情况下，要拆分的字符串中的字符可以用ascii表示，这会带来额外的小性能提升。

while (i < len) {
    Py_UCS1 ch = data[i];
    if (!_Py_ascii_whitespace[ch])
        break;
    i++;
}

• 通过访问基础数组：Py_UCS1 ch = data[i];，可以快速访问数据中的当前字符
• 检查某个字符是否为空白，由一个简单的数组索引对一个名为_Py_ascii_whitespace[ch]的数组进行检查。

因此，简而言之，它是相当有效的。

如果字符不在ascii范围内，差异并不那么大，但它们确实减缓了整个执行过程：

while (i < len) {
    Py_UCS4 ch = PyUnicode_READ(kind, data, i);
    if (!Py_UNICODE_ISSPACE(ch))
        break;
    i++;
}

• 访问是用Py_UCS4 ch = PyUnicode_READ(kind, data, i);完成的
• 检查字符是否为空格是由Py_UNICODE_ISSPACE(ch)宏完成的(只需调用另一个宏：Py_ISSPACE)

对于_PyUnicodeXStrip

在这种情况下，访问底层数据，就像在前面的例子中一样，是用PyUnicode_Read完成的；另一方面，检查该字符是否是空白(或者实际上是我们提供的任何字符)要稍微复杂一些。

while (i < len) {
     Py_UCS4 ch = PyUnicode_READ(kind, data, i);
     if (!BLOOM(sepmask, ch))
         break;
     if (PyUnicode_FindChar(sepobj, ch, 0, seplen, 1) < 0)
         break;
     i++;
}

使用PyUnicode_FindChar，虽然效率很高，但比数组访问要复杂得多，速度也慢得多。对于字符串中的每个字符，将调用该字符以查看该字符是否包含在我们提供的分隔符中。随着字符串长度的增加，调用此函数所带来的开销也会增加。

对于那些感兴趣的人，PyUnicode_FindChar经过相当多的检查后，最终会在stringlib中调用find_char，在分隔符长度为< 10的情况下，将循环到找到字符为止。

除此之外，还需要考虑需要调用的附加函数才能到达这里。

至于lstrip和rstrip，情况也很相似。存在要执行的条带模式的标志，即：RIGHTSTRIP用于rstrip，LEFTSTRIP用于lstrip，BOTHSTRIP用于strip。do_strip和_PyUnicode_XStrip内部的逻辑是根据标志有条件地执行的。

Answer 2

由于@Jims中解释的原因，在bytes对象中也可以找到相同的行为：

b = bytes(" " * 100 + "a" + " " * 100, encoding='ascii')

b.strip()      # takes 427ns
b.strip(b' ')  # takes 1.2μs

对于bytearray对象，这种情况不会发生，在这种情况下，执行split的函数在这两种情况下都是相似的。

此外，根据我的时间表，在Python 2中，同样的情况在较小的程度上也适用。