为什么 Python 代码在函数内部速度更快？

函数内更快的 Python 代码：揭示优化执行

执行 Python 代码时，将操作包含在函数中通常会带来显着的性能提升。这个显着的差异激发了好奇心：为什么Python代码在函数中执行得更快？

调查速度差异

考虑以下代码片段：

def main():
    for i in xrange(10**8):
        pass
main()

运行此代码大约需要 1.8 秒的时间。然而，当 for 循环在函数外部执行时：

for i in xrange(10**8):
    pass

执行需要更长的 4.5 秒。

字节码分析：揭示根本原因

为了理解这种性能差异，我们深入研究了 Python 生成的字节码。在函数内部，字节码显示一系列操作，用于设置循环、计算范围并迭代它。此结构针对速度进行了优化。

在顶层，字节码略有不同。变量 i 被声明为全局变量，导致存储操作 (STORE_NAME) 比函数中使用的本地存储操作 (STORE_FAST) 慢。

要检查字节码，dis 模块提供了宝贵的帮助。以下命令分别反汇编函数和顶层代码：

import dis
dis.dis(main)
dis.dis(compile('for i in xrange(10**8): pass', '', 'exec'))

结论

Python 中函数内执行代码的性能优势源于以下优化：字节码执行。与使用全局变量（涉及较慢的 STORE_NAME 指令）相比，使用 STORE_FAST 指令表示的局部变量可显着提高执行速度。

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