python - 在 Python 中复制数组/列表的有效方法

Question

注意:我是一名 Ruby 开发人员，正试图在 Python 中找到自己的出路。

当我想弄清楚为什么有些脚本使用 mylist[:] 而不是 list(mylist) 来复制列表时，我对各种方法做了一个快速基准测试复制 range(10)(见下面的代码)。

编辑:我更新了测试以使用 Python 的 timeit，如下所示。这使得无法直接将它与 Ruby 进行比较，因为 timeit 没有考虑循环，而 Ruby 的 Benchmark 有，所以 Ruby 代码仅供引用.

python 2.7.2

Array duplicating. Tests run 50000000 times
list(a)     18.7599430084
copy(a)     59.1787488461
a[:]         9.58828091621
a[0:len(a)] 14.9832749367

作为引用，我也在 Ruby 中编写了相同的脚本:

ruby 1.9.2p0

Array duplicating. Tests 50000000 times
                      user     system      total        real
Array.new(a)     14.590000   0.030000  14.620000 ( 14.693033)
Array[*a]        18.840000   0.060000  18.900000 ( 19.156352)
a.take(a.size)    8.780000   0.020000   8.800000 (  8.805700)
a.clone          16.310000   0.040000  16.350000 ( 16.384711)
a[0,a.size]       8.950000   0.020000   8.970000 (  8.990514)

问题 1:mylist[:] 的不同之处在于它比 mylist[0: 快 25% len(我的列表)]。它是直接复制到内存中还是什么？

问题 2:编辑:更新的基准测试不再显示 Python 和 Ruby 的巨大差异。 是:我是否以某种明显低效的方式实现测试，以至于 Ruby 代码比 Python 快得多？

现在是代码 list :

python :

import timeit

COUNT = 50000000

print "Array duplicating. Tests run", COUNT, "times"

setup = 'a = range(10); import copy'

print "list(a)\t\t", timeit.timeit(stmt='list(a)', setup=setup, number=COUNT)
print "copy(a)\t\t", timeit.timeit(stmt='copy.copy(a)', setup=setup, number=COUNT)
print "a[:]\t\t", timeit.timeit(stmt='a[:]', setup=setup, number=COUNT)
print "a[0:len(a)]\t", timeit.timeit(stmt='a[0:len(a)]', setup=setup, number=COUNT)

ruby :

require 'benchmark'

a = (0...10).to_a

COUNT = 50_000_000

puts "Array duplicating. Tests #{COUNT} times"

Benchmark.bm(16) do |x|
  x.report("Array.new(a)")   {COUNT.times{ Array.new(a) }}
  x.report("Array[*a]")   {COUNT.times{ Array[*a] }}
  x.report("a.take(a.size)")   {COUNT.times{ a.take(a.size) }}
  x.report("a.clone")    {COUNT.times{ a.clone }}
  x.report("a[0,a.size]"){COUNT.times{ a[0,a.size] }}
end

Answer 1

使用 timeit用于测试时序的 Python 模块。

from copy import *

a=range(1000)

def cop():
    b=copy(a)

def func1():
    b=list(a)

def slice():
    b=a[:]

def slice_len():
    b=a[0:len(a)]



if __name__=="__main__":
    import timeit
    print "copy(a)",timeit.timeit("cop()", setup="from __main__ import cop")
    print "list(a)",timeit.timeit("func1()", setup="from __main__ import func1")
    print "a[:]",timeit.timeit("slice()", setup="from __main__ import slice")
    print "a[0:len(a)]",timeit.timeit("slice_len()", setup="from __main__ import slice_len")

结果:

copy(a) 3.98940896988
list(a) 2.54542589188
a[:] 1.96630120277                   #winner
a[0:len(a)] 10.5431251526

肯定是 a[0:len(a)] 中涉及的额外步骤是它缓慢的原因。

下面是两者的字节码对比:

In [19]: dis.dis(func1)
  2           0 LOAD_GLOBAL              0 (range)
              3 LOAD_CONST               1 (100000)
              6 CALL_FUNCTION            1
              9 STORE_FAST               0 (a)

  3          12 LOAD_FAST                0 (a)
             15 SLICE+0             
             16 STORE_FAST               1 (b)
             19 LOAD_CONST               0 (None)
             22 RETURN_VALUE        

In [20]: dis.dis(func2)
  2           0 LOAD_GLOBAL              0 (range)
              3 LOAD_CONST               1 (100000)
              6 CALL_FUNCTION            1
              9 STORE_FAST               0 (a)

  3          12 LOAD_FAST                0 (a)    #same up to here
             15 LOAD_CONST               2 (0)    #loads 0
             18 LOAD_GLOBAL              1 (len) # loads the builtin len(),
                                                 # so it might take some lookup time
             21 LOAD_FAST                0 (a)
             24 CALL_FUNCTION            1         
             27 SLICE+3             
             28 STORE_FAST               1 (b)
             31 LOAD_CONST               0 (None)
             34 RETURN_VALUE