'{0}'.format() 比 str() 和 '{}'.format() 使用 IPython %timeit 更快，否则使用纯 Python答案

【问题标题】：'{0}'.format() is faster than str() and '{}'.format() using IPython %timeit and otherwise using pure Python'{0}'.format() 比 str() 和 '{}'.format() 使用 IPython %timeit 更快，否则使用纯 Python
【发布时间】：2016-11-17 13:40:19
【问题描述】：

所以这是一个 CPython 的东西，不太确定它与其他实现有相同的行为。

但是'{0}'.format() 比str() 和'{}'.format() 快。我发布了 Python 3.5.2 的结果，但是，我用 Python 2.7.12 进行了尝试，趋势是一样的。

%timeit q=['{0}'.format(i) for i in range(100, 100000, 100)]
%timeit q=[str(i) for i in range(100, 100000, 100)]
%timeit q=['{}'.format(i) for i in range(100, 100000, 100)]

1000 loops, best of 3: 231 µs per loop
1000 loops, best of 3: 298 µs per loop
1000 loops, best of 3: 434 µs per loop

来自docsobject.__str__(self)

由str(object) 和内置函数format() 和print() 调用，以计算对象的“非正式”或可良好打印的字符串表示。

那么，str() 和 format() 调用相同的 object.__str__(self) 方法，但是速度上的差异从何而来？

更新正如@StefanPochmann 和@Leon 在 cmets 中指出的那样，他们得到了不同的结果。我尝试用python -m timeit "..." 运行它，他们是对的，因为结果是：

$ python3 -m timeit "['{0}'.format(i) for i in range(100, 100000, 100)]"
1000 loops, best of 3: 441 usec per loop

$ python3 -m timeit "[str(i) for i in range(100, 100000, 100)]"
1000 loops, best of 3: 297 usec per loop

$ python3 -m timeit "['{}'.format(i) for i in range(100, 100000, 100)]"
1000 loops, best of 3: 420 usec per loop

看来，IPython 正在做一些奇怪的事情……

新问题：通过速度将对象转换为str 的首选方法是什么？

【问题讨论】：

为了更快，您也可以尝试直接使用i.__str__()。虽然str 确实是正确的方法。对你来说还不够快吗？

标签： python cpython

【解决方案1】：

由于某种原因，IPython 计时刚刚关闭（不过，当在不同单元格中使用更长的格式字符串进行测试时，它的表现稍微好一点）。也许在同一个单元格中执行是不对的，不知道。

不管怎样，"{}" 比 "{pos}" 快一点，"{name}" 比 "{name}" 快，而它们都比 str 慢。

str(val) 是将对象转换为str 的最快方法；它直接调用对象的__str__（如果存在），并返回结果字符串。其他的，如format，（或str.format）由于额外的函数调用（对format本身）而包括额外的开销；处理任何参数，解析格式字符串并然后调用其args的__str__。

对于str.format 方法"{}" 使用自动编号；来自docs on the format syntax中的一小部分：

3.1 版更改：位置参数说明符可以省略，因此'{} {}' 等价于'{0} {1}'。

也就是说，如果您提供以下形式的字符串：

"{}{}{}".format(1, 2, 3)

CPython 立即知道这相当于：

"{0}{1}{2}".format(1, 2, 3)

使用格式字符串，其中包含指示位置的数字； CPython 不能假设一个严格递增的数字（从 0 开始），并且必须解析每个括号以使其正确，从而在此过程中减慢一点速度：

"{1}{2}{0}".format(1, 2, 3)

这就是为什么也不允许将这两者混合在一起的原因：

"{1}{}{2}".format(1, 2, 3)

当你尝试这样做时，你会得到一个很好的ValueError：

ValueError: cannot switch from automatic field numbering to manual field specification

它还抓住了这些positionals with PySequence_GetItem，至少与PyObject_GetItem相比，我敢肯定它很快[见下]。

对于"{name}" 值，CPython 总是有额外的工作要做，因为我们处理的是关键字参数而不是位置参数；这包括为调用构建字典和生成更多LOAD 字节码指令以加载keys 和值。函数调用的关键字形式总是引入一些开销。此外，似乎抓取实际上使用了PyObject_GetItem，由于其通用性，这会产生一些额外的开销。

【讨论】：