【python实操】如何改善你的程序，让你的程序更快执行？

⭐️前言

首先我们笼统来看几个改善Python程序性能的建议：
使用合适的数据结构：选择最适合处理问题的数据结构可以提高程序性能。例如，使用字典而不是列表来查找元素。
避免冗余计算和循环：重复计算和循环可能会使程序变慢。通过缓存结果或使用生成器避免冗余计算，避免多次循环可以提高性能。
使用内置函数和库：内置函数和库通常比手写的代码快得多，因为它们经过优化和测试。
避免过多的对象属性访问：频繁访问对象属性会使代码变慢，对于经常访问同一属性的代码可以考虑使用局部变量缓存这些属性。
使用NumPy或Pandas：NumPy和Pandas是用于数值计算和数据分析的Python库，它们针对大型数据集进行了优化，通常比纯Python代码更快。
使用并行编程： Python中的并行编程可以显著提高程序的性能。使用multiprocessing和threading模块可以将任务分配给多个处理器和内核。
代码优化：分析代码并使用适当的算法和数据结构，减少函数调用，避免不必要的内存分配和使用适当的数据类型都可以提高程序的性能。

⭐️代码举例

说得再多不如我们上手试一试！
下面来看一个具体的我们模拟的买票程序。

🌟 买票程序初始代码

# coding=gbk
import threading
from time import *
from datetime import datetime
tickets=[
     ["2030","beijing","武汉",10,200],
     ["3300", "beijing", "武汉", 3, 200],
     ["2010", "beijing", "武汉", 2, 200],
     ["3020", "beijing", "武汉", 3, 200],
     ["1022", "beijing", "武汉", 0, 200],
     ["5020", "beijing", "武汉", 120, 200],
     ["4010", "beijing", "武汉", 110, 200]
]

def buy_ticket(name,nums,data1,start_station):
    i=0;
    sleep(1)
    for get_record in tickets:
        if get_record[0]==data1 and get_record[1]==start_station:
            if get_record[3]>=nums:
                tickets[i][3]=get_record[3]-nums
                return nums
            else:
                print("没票了")
                return -1
        i+=1
    print("今天没票了%s"%(name))
    return -1
if __name__=="__main__":
    print("start time",datetime.now())
    result=buy_ticket("张三",2,"3300","beijing")
    print(result)
    result = buy_ticket("里斯", 2, "3300", "beijing")
    print(result)
    print(datetime.now())

结果：

start time 2023-03-28 19:30:08.243448
2
没票了
-1
2023-03-28 19:30:10.265600

一共用了小两秒，很普通的结果。

⭐️改进

# coding=gbk
import threading
from time import *
from datetime import datetime
tickets=[
     ["2030","beijing","武汉",10,200],
     ["3300", "beijing", "武汉", 3, 200],
     ["2010", "beijing", "武汉", 2, 200],
     ["3020", "beijing", "武汉", 3, 200],
     ["1022", "beijing", "武汉", 0, 200],
     ["5020", "beijing", "武汉", 120, 200],
     ["4010", "beijing", "武汉", 110, 200]
]

def buy_ticket(name,nums,data1,start_station):
    i=0;
    sleep(1)
    for get_record in tickets:
        if get_record[0]==data1 and get_record[1]==start_station:
            if get_record[3]>=nums:
                tickets[i][3]=get_record[3]-nums
                return nums
            else:
                print("没票了")
                return -1
        i+=1
    print("今天没票了%s"%(name))
    return -1
if __name__=="__main__":
    print("start time",datetime.now())
    
    t1=threading.Thread(target=buy_ticket,args=("张三",2,"3300","beijing"))
    t2=threading.Thread(target=buy_ticket,args=("里斯", 2, "3300", "beijing"))

    print(datetime.now())

哇！！！！！！！！！！！！

看结果！

start time 2023-03-28 20:26:04.097750
没票了
2023-03-28 20:26:05.099602

一秒！ 这种程序我们叫做程序怪！
显而易见，我们节省了一半的时间！

🌟 多学一点：多线程编程，为什么要调用join方法

在Python中，当一个线程完成了它的工作，它会进入到"完成"状态。但是，如果其他线程还在运行，那么主线程或者其他线程可能不会在这个线程完成之前终止。为了避免这种情况，我们可以调用join()方法。
join()方法的作用是使主线程等待其他线程完成。当调用join()方法时，主线程会阻塞，直到该线程执行完毕并退出。同时，如果某个线程发生异常而未能完成工作，join()方法可以帮助我们抛出并处理该异常。
总的来说，join()方法保证了所有线程都执行完毕后才会结束程序，避免了出现未定义的行为。

⭐️最终版-用类方式实现

# coding=gbk
import threading
from time import *
from datetime import datetime
tickets=[
     ["2030","beijing","武汉",10,200],
     ["3300", "beijing", "武汉", 3, 200],
     ["2010", "beijing", "武汉", 2, 200],
     ["3020", "beijing", "武汉", 3, 200],
     ["1022", "beijing", "武汉", 0, 200],
     ["5020", "beijing", "武汉", 120, 200],
     ["4010", "beijing", "武汉", 110, 200]
]

def buy_ticket(name,nums,data1,start_station):
    i=0;
    sleep(1)
    for get_record in tickets:
        if get_record[0]==data1 and get_record[1]==start_station:
            if get_record[3]>=nums:
                tickets[i][3]=get_record[3]-nums
                return nums
            else:
                print("没票了")
                return -1
        i+=1
    print("今天没票了%s"%(name))
    return -1

class MThread(threading.Thread):# 子类继承
    def __init__(self,target,args):# 定义构造函数init
        threading.Thread.__init__(self)# 继承父类的init
        self.target=target
        self.args=args
    def run(self) -> None:
        self.target(*self.args)

if __name__=="__main__":
    visitor=[
        ("张三", 2, "3300", "beijing"),
        ("里斯", 2, "3300", "beijing")
    ]
    class_do_list=[]
    print("start time",datetime.now())

    for get_r in visitor:
        getone=MThread(target=buy_ticket,args=get_r)# 产生线程实例
        class_do_list.append(getone)
    for i in range(len(class_do_list)):
        class_do_list[i].start()
    for i in range(len(class_do_list)):
        class_do_list[i].join()

    print(datetime.now())
    print(tickets)

效果很好！

start time 2023-03-28 21:13:12.683064
没票了
2023-03-28 21:13:13.692903
[['2030', 'beijing', '武汉', 10, 200], ['3300', 'beijing', '武汉', 1, 200], ['2010', 'beijing', '武汉', 2, 200], ['3020', 'beijing', '武汉', 3, 200], ['1022', 'beijing', '武汉', 0, 200], ['5020', 'beijing', '武汉', 120, 200], ['4010', 'beijing', '武汉', 110, 200]]

我们利用了do-list来做事！非常优雅

	class_do_list=[]

    for get_r in visitor:
        getone=MThread(target=buy_ticket,args=get_r)# 产生线程实例
        class_do_list.append(getone)

    for i in range(len(class_do_list)):
        class_do_list[i].start()
    for i in range(len(class_do_list)):
        class_do_list[i].join()