为什么我的函数在 IDLE 中比 python 的 print 函数快？

Question

我不久前写了这个函数：

def faster_print(*args, sep=" ", end="\n", file=stdout):
    file.write(sep.join(map(str, args))+end)

我测试了它：

from sys import stdout
from time import perf_counter

def faster_print(*args, sep=" ", end="\n", file=stdout):
    file.write(sep.join(map(str, args))+end)

def time(function, *args, **kwargs):
    start = perf_counter()
    function(*args, **kwargs)
    return perf_counter()-start

def using_normal_print(number):
    for i in range(number):
        print("Hello world.", 5, 5.0, ..., str)

def using_faster_print(number):
    for i in range(number):
        faster_print("Hello world.", 5, 5.0, ..., str)

normal_time = time(using_normal_print, number=100)
faster_time = time(using_faster_print, number=100)

print("Normal print:", normal_time)
print("My print function", faster_time)

事实证明，它只是在 IDLE 中更快，而不是在 cmd 中。我知道 IDLE 会为 sys.stdout、sys.stdin 和 sys.stderr 创建自己的对象，但我不明白为什么它只会减慢 python 内置的 print 函数。 This 回答说内置的 print 函数是用 c 编写的。由于我的函数需要从 python 字节码编译成机器码，这不应该让它更快吗？

我正在使用 Python 3.7.9 和 IDLE 版本 3.7.9

Answer 1

TheLizard，感谢您报告和修改您的实验。作为 IDLE 维护者，我很关心 IDLE 速度。我注意到打印到屏幕有时比在 Python 终端/控制台 REPL 中慢得多。在后者中，Python 在与屏幕窗口相同的进程中执行，screen.write 直接写入屏幕缓冲区。另一方面，IDLE 在单独的进程中执行用户代码。在该过程中，替换 sys.stdout 通过套接字将输出发送到 IDLE GUI 进程，然后调用 tkinter text.insert，后者调用 tcl/tk 函数来写入屏幕窃听器。但是直到现在，我都没有好好调查。

我在我的 Win 10 机器上运行了 3.10.0a5 中的代码。在 REPL 中，正常和快速打印需要 0.05 秒。在 IDLE 中，他们花了大约 1.1 和 0.3 秒。上面的开销解释了 6 (.3/.05) 的因数。但是额外的系数大约是 3.7 (1.1/.3)？

为了检验 kaya3 的第二个假设，我定义了 s = 'a'*75 并将您的打印参数替换为 s。在 REPL 中，时间仍然是 0.05 和 0.05。在 IDLE 中，它们约为 0.41 和 0.31。我的结论是有一点内部打印功能开销，但是 3.7 的大部分是额外的套接字到屏幕开销。当 print 写入缓冲区时，没有理由预先连接小字符串，因为多个 stdout.write 本质上是在连接，无论是屏幕缓冲区还是磁盘缓冲区。

为了进一步测试这一点，我将测试更改为编写 3 个 40 行的块。 REPL 时间保持不变。在 IDLE 中，它们的平均速度约为 0.058 和 0.05，与 REPL 中的速度差不多。

结论：我应该记录一下，如果一个人打印为在 IDLE 中定期运行而编写的代码并且关心速度，那么应该首先将想要显示的所有内容预先组装到一个字符串中，然后打印该字符串。 IDLE 为回溯执行此操作，这就是它们显示“一次全部”的原因。