我已经从Python Github存储库下载了Python 3.6 alpha版本,而我最喜欢的新功能之一就是文字字符串格式。可以这样使用:

>>> x = 2
>>> f"x is {x}"
"x is 2"

这似乎与在format实例上使用str函数具有相同的作用。但是,我注意到的一件事是,与仅调用format相比,这种文字字符串格式化实际上非常慢。这是timeit关于每种方法的说明:
>>> x = 2
>>> timeit.timeit(lambda: f"X is {x}")
0.8658502227130764
>>> timeit.timeit(lambda: "X is {}".format(x))
0.5500578542015617

如果我使用字符串作为timeit的参数,我的结果仍然显示该模式:
>>> timeit.timeit('x = 2; f"X is {x}"')
0.5786435347381484
>>> timeit.timeit('x = 2; "X is {}".format(x)')
0.4145195760771685

如您所见,使用format将花费几乎一半的时间。我希望文字方法会更快,因为所涉及的语法更少。幕后发生了什么,导致原义方法变慢了很多?

最佳答案

注意:此答案是为Python 3.6 alpha版本编写的。 new opcode added to 3.6.0b1显着改善了f弦的性能。
f"..."语法在str.join()表达式周围的文字字符串部分上有效地转换为{...}操作,表达式本身的结果通过object.__format__()方法传递(传递了任何:..格式规范)。拆卸时可以看到以下内容:

>>> import dis
>>> dis.dis(compile('f"X is {x}"', '', 'exec'))
  1           0 LOAD_CONST               0 ('')
              3 LOAD_ATTR                0 (join)
              6 LOAD_CONST               1 ('X is ')
              9 LOAD_NAME                1 (x)
             12 FORMAT_VALUE             0
             15 BUILD_LIST               2
             18 CALL_FUNCTION            1 (1 positional, 0 keyword pair)
             21 POP_TOP
             22 LOAD_CONST               2 (None)
             25 RETURN_VALUE
>>> dis.dis(compile('"X is {}".format(x)', '', 'exec'))
  1           0 LOAD_CONST               0 ('X is {}')
              3 LOAD_ATTR                0 (format)
              6 LOAD_NAME                1 (x)
              9 CALL_FUNCTION            1 (1 positional, 0 keyword pair)
             12 POP_TOP
             13 LOAD_CONST               1 (None)
             16 RETURN_VALUE

注意该结果中的BUILD_LISTLOAD_ATTR .. (join)操作码。新的FORMAT_VALUE占据堆栈的顶部,再加上一个格式值(在编译时解析),以将它们合并到object.__format__()调用中。

因此,您的示例f"X is {x}"转换为:
''.join(["X is ", x.__format__('')])

请注意,这需要Python创建一个列表对象,并调用str.join()方法。
str.format()调用也是方法调用,并且在解析后仍然涉及对x.__format__('')的调用,但是至关重要的是,这里不涉及列表创建。正是这种差异使str.format()方法更快。

请注意,Python 3.6仅作为Alpha版本发布。此实现仍可以轻松更改。有关时间表,请参见PEP 494 – Python 3.6 Release Schedule;有关如何进一步提高格式化字符串文字的性能的讨论,请参见Python issue #27078(针对此问题而打开)。

08-25 09:10
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