當我們開始精通編程語言時,我們不僅希望實現最終的編程目標,而且還希望可以使我們的程序更高效。在本文中,我們將學習一些Ipython的命令,這些命令可以幫助我們對Python代碼進行時間分析。注意,在本教程中,我建議使用Anaconda。1.分析一行代碼要檢查一行python代碼的執行時間,請使用**%timeit**。下面是一個簡單的例子來了解它的工作原理:#### magics命令%timeit的簡單用法%timeit [num for num in range(20)]
#### 輸出1.08 ?s ± 43 ns per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 1000000 loops each)主要注意事項:在要分析的代碼行之前使用%timeit它返回代碼運行的平均值和標準偏差。在上面的示例中,執行了7次,每次執行對該代碼循環100萬次(默認行為),這需要平均1.08微秒和43納秒的標準偏差。在調用magic命令時,可以自定義運行和循環的數量,示例如下:#### 在%timeit magic命令中自定義運行和循環數%timeit -r5 -n100 [num for num in range(20)]
1.01 ?s ± 5.75 ns per loop (mean ± std. dev. of 5 runs, 100 loops each)使用命令選項-r和-n,分別表示執行次數和循環次數,我們將時間配置文件操作定制為執行5次和循環100次。2.分析多行代碼本節向前邁進了一步,并解釋了如何分析完整的代碼塊。通過對%timeit magic命令進行一個小的修改,將單百分比(%)替換為雙百分比(%%),就可以分析一個完整的代碼塊。以下為示例演示,供參考:#### 使用timeblock%%代碼分析%%timeit -r5 -n1000for i in range(10): n = i**2 m = i**3 o = abs(i)
#### 輸出10.5 ?s ± 226 ns per loop (mean ± std. dev. of 5 runs, 1000 loops each)可以觀察到for循環的平均執行時間為10.5微秒。請注意,命令選項-r和-n分別用于控制執行次數和循環次數。3.代碼塊中的每一行代碼進行時間分析到目前為止,我們只在分析一行代碼或代碼塊時查看摘要統計信息,如果我們想評估代碼塊中每一行代碼的性能呢?使用Line_profiler 。Line_profiler 包可用于對任何函數執行逐行分析。要使用line_profiler軟件包,請執行以下步驟:安裝—Line_profiler 包可以通過簡單的調用pip或conda Install來安裝。如果使用的是針對Python的anaconda發行版,建議使用conda安裝#### 安裝line_profiler軟件包conda install line_profiler加載擴展—一旦安裝,你可以使用IPython來加載line_profiler:#### 加載line_profiler的Ipython擴展%load_ext line_profiler時間分析函數—加載后,使用以下語法對任何預定義函數進行時間分析%lprun -f function_name_only function_call_with_arguments語法細節:對line_profiler的調用以關鍵字%lprun開始,后跟命令選項-f命令選項之后是函數名,然后是函數調用在本練習中,我們將定義一個接受高度(以米為單位)和重量(以磅為單位)列表的函數,并將其分別轉換為厘米和千克。#### 定義函數def conversion(ht_mtrs, wt_lbs ): ht_cms = [ht*100 for ht in ht_mtrs] wt_kgs = [wt*.4535 for wt in wt_lbs]
#### 定義高度和重量列表:ht = [5,5,4,7,6]wt = [108, 120, 110, 98]
#### 使用line_profiler分析函數%lprun -f conversion conversion(ht,wt)
---------------------------------------------------------------#### 輸出Total time: 1.46e-05 s
File: <ipython-input-13-41e195af43a9>
Function: conversion at line 2
Line # Hits Time Per Hit % Time Line Contents============================================================== 2 1 105.0 105.0 71.9 ht_cms = [ht*100 for ht in ht_mtrs] 3 1 41.0 41.0 28.1 wt_kgs = [wt*.4535 for wt in wt_lbs]輸出詳細信息:以14.6微秒為單位(參考第一行輸出)生成的表有6列:第1列(行#)—代碼的行號(請注意,第#1行是故意從輸出中省略的,因為它只是函數定義語句)第2列(命中)—調用該行的次數第3列(時間)—在代碼行上花費的時間單位數(每個時間單位為14.6微秒)第4列(每次命中平均時間)—第3列除以第2列第5列(%Time)—在所花費的總時間中,花在特定代碼行上的時間百分比是多少第6列(內容)—代碼行的內容你可以清楚地看到,高度從米到厘米的轉換幾乎占了總時間的72%。結束語利用每一行代碼的執行時間,我們可以部署策略來提高代碼的效率。
希望這篇文章能給你提供幫助,你能學到一些新東西。
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