python |为什么访问实例属性比本地慢？

Question

import timeit

class Hello():
    def __init__(self):
        self.x = 5
    def get_local_attr(self):
        x = self.x
        # 10x10
        x;x;x;x;x;x;x;x;x;x;
        x;x;x;x;x;x;x;x;x;x;
        x;x;x;x;x;x;x;x;x;x;
        x;x;x;x;x;x;x;x;x;x;
        x;x;x;x;x;x;x;x;x;x;
        x;x;x;x;x;x;x;x;x;x;
        x;x;x;x;x;x;x;x;x;x;
        x;x;x;x;x;x;x;x;x;x;
        x;x;x;x;x;x;x;x;x;x;
        x;x;x;x;x;x;x;x;x;x;
    def get_inst_attr(self):
        # 10x10
        self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;
        self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;
        self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;
        self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;
        self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;
        self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;
        self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;
        self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;
        self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;
        self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;self.x;

if __name__ == '__main__':
    obj = Hello()
    print('Accessing Local Attribute:', min(timeit.Timer(obj.get_local_attr)
    .repeat(repeat=5)))
    print('Accessing Instance Attribute:', min(timeit.Timer(obj.get_inst_attr)
    .repeat(repeat=5)))

我电脑的结果:

访问本地属性:0.686281020000024

访问实例属性:3.7962001440000677

为什么会这样？此外，在使用实例变量之前对其进行本地化是一种好习惯吗？

Answer 1

每次 python 查找一个变量时，你都会付出一点(LOAD_FAST 操作码)。每次查找现有对象的属性时，您都要多付一点钱(LOAD_ATTR 操作码)。例如

>>> def f1(self):
...   x = self.x
...   x
... 
>>> def f2(self):
...   self.x
...   self.x
... 
>>> dis.dis(f1)
  2           0 LOAD_FAST                0 (self)
              3 LOAD_ATTR                0 (x)
              6 STORE_FAST               1 (x)

  3           9 LOAD_FAST                1 (x)
             12 POP_TOP             
             13 LOAD_CONST               0 (None)
             16 RETURN_VALUE        
>>> dis.dis(f2)
  2           0 LOAD_FAST                0 (self)
              3 LOAD_ATTR                0 (x)
              6 POP_TOP             

  3           7 LOAD_FAST                0 (self)
             10 LOAD_ATTR                0 (x)
             13 POP_TOP             
             14 LOAD_CONST               0 (None)
             17 RETURN_VALUE        
>>> 

即使您不知道如何阅读 python 反汇编字节码，您也可以看到为 f2 所做的工作比为 f1 做的更多。

另请注意，并非所有操作码都相同。 LOAD_FAST基本上是本地范围内的数组查找(因此顾名思义，它是快速的)。 LOAD_ATTR是(另一方面)有点慢，因为它转换为(通常)执行字典查找的函数调用 (__getattribute__)。

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就什么是“最佳实践”而言，做最容易阅读的事情。我认为使用 self 是很常见的做法，除非您证明通过避免它可以显着提高性能，但我认为这不是硬性规定。