python提高运行速度的方法

  • 更新时间:2020-03-12 15:58:11
  • 编辑:田立果
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  • python如何提高运行速度

    说道现在最流行的语言,就不得不提python。可是python虽然容易上手,但速度却有点感人。如何用简单的方法让python加速到近乎可以媲美C的速度呢?

     

    python如何提高运行速度

    今天来就来谈谈numba这个宝贝。对你没看错,不是numpy,就是numba。(推荐学习:Python视频教程)

    numba是Python的即时编译器,它最适用于使用NumPy数组和函数以及循环的代码。使用Numba的最常用方法是通过其装饰器集合,可以应用于您的函数来指示Numba编译它们。当调用Numba修饰函数时,它被编译为机器代码“及时”执行,并且您的全部或部分代码随后可以以本机机器代码速度运行!

    在面对一个计算project的时候,我们最容易想到的就是直接码代码,最后写出一个超长的程序。这样一来,一旦出错往往就需要花很多时间定位问题。

    有一个简单的办法解决这个问题,就是定义各种各样的函数,把任务分解成很多小部分。因为每个函数都不是特别复杂,并且在写好的时候就可以随时检查,因此简洁的主程序一旦出问题就很容易定位并解决。面向对象编程的思想就是基于函数。

    写好函数之后,还可以使用装饰器(decorator)让它变得强大。装饰器本身是一个函数,不过是函数的函数,目的是增加函数的功能。比如首先定义一个输出当前时间的函数,再定义一个规定时间格式的函数,把后一个函数作用在前一个函数上,就是一个装饰器,作用是用特定格式输出当前时间。

    >Numba的优势

    1.简单,往往只要1行代码就有惊喜;

    2.对循环(loop)有奇效,而往往在科学计算中限制python速度的就是loop;

    3.兼容常用的科学计算包,如numpy、cmath等;

    4.可以创建ufunc;

    5.会自动调整精度,保证准确性。

    如何使用numba

    针对上面提到的numba的优势,我来进行逐一介绍。首先导入numba

    import numba as nb

    只用1行代码即可加速,对loop有奇效

    因为numba内置的函数本身是个装饰器,所以只要在自己定义好的函数前面加个@nb.jit()就行,简单上手。下面以一个求和函数为例

    # 用numba加速的求和函数@nb.jit()def nb_sum(a):
        Sum = 0
        for i in range(len(a)):
            Sum += a[i]
        return Sum# 没用numba加速的求和函数def py_sum(a):
        Sum = 0
        for i in range(len(a)):
            Sum += a[i]
        return Sum

    来测试一下速度

    import numpy as np
    a = np.linspace(0,100,100) # 创建一个长度为100的数组
    
    %timeit np.sum(a) # numpy自带的求和函数
    %timeit sum(a) # python自带的求和函数
    %timeit nb_sum(a) # numba加速的求和函数
    %timeit py_sum(a) # 没加速的求和函数

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