python - 使用 set literals 更快地设置包含

Question

在下面我用 10_000_000 检查 10 是否在 {0, ..., 9} 中。

在第一个检查中我使用了一个中间变量，在第二个检查中我使用了一个文字。

import timeit

x = 10
s = set(range(x))
number = 10 ** 7

stmt = f'my_set = {s} ; {x} in my_set'
print(f'eval "{stmt}"')
print(timeit.timeit(stmt=stmt, number=number))

stmt = f'{x} in {s}'
print(f'eval "{stmt}"')
print(timeit.timeit(stmt=stmt, number=number))

输出:

eval "my_set = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9} ; 10 in my_set"
1.2576093
eval "10 in {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}"
0.20336140000000036

为什么第二个更快(大约快 5-6 倍)？ Python 是否执行了一些运行时优化，例如，如果包含检查是否在文字上进行？或者可能是由于垃圾收集(因为它是文字 python 垃圾在使用后立即收集它)？

Answer 1

您没有测试相同的两件事——在第一个测试中，除了成员测试之外，您还对两个分配和查找进行了计时:

In [1]: import dis
   ...: x = 10
   ...: s = set(range(x))

In [2]: dis.dis("x in s")
  1        0 LOAD_NAME                0 (x)
           2 LOAD_NAME                1 (s)
           4 CONTAINS_OP              0
           6 RETURN_VALUE

In [3]: dis.dis("my_set = s; x in my_set")
  1        0 LOAD_NAME                0 (s)
           2 STORE_NAME               1 (my_set)
           4 LOAD_NAME                2 (x)
           6 LOAD_NAME                1 (my_set)
           8 CONTAINS_OP              0
          10 POP_TOP
          12 LOAD_CONST               0 (None)
          14 RETURN_VALUE

# By request
In [4]: dis.dis("s = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}; 10 in s")
  1        0 BUILD_SET                0
           2 LOAD_CONST               0 (frozenset({0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}))
           4 SET_UPDATE               1
           6 STORE_NAME               0 (s)
           8 LOAD_CONST               1 (10)
          10 LOAD_NAME                0 (s)
          12 CONTAINS_OP              0
          14 POP_TOP
          16 LOAD_CONST               2 (None)
          18 RETURN_VALUE

使用文字和 x in s 之间的实际区别是后者需要在全局变量中执行查找，即区别是 LOAD_NAME 对比 LOAD_CONST:

In [5]: dis.dis("10 in {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}")
  1        0 LOAD_CONST               0 (10)
           2 LOAD_CONST               1 (frozenset({0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}))
           4 CONTAINS_OP              0
           6 RETURN_VALUE

时间:

In [6]: %timeit x in s
28.5 ns ± 0.792 ns per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 10000000 loops each)

In [7]: %timeit 10 in {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}
20.3 ns ± 0.384 ns per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 10000000 loops each)