python中的代码运行时间怎么获取

迷南。 2024-03-31 17:38 76阅读 0赞

我们知道为了提高代码的运行速度，我们需要对书写的python代码进行性能测试，而代码性能的高低的直接反馈是电脑运行代码所需要的时间。

这里将介绍四种常用的测试代码运行速度的方法。

### 第一种 ###

使用time模块对代码的运行时间进行统计，代码如下：

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 </td> 
 <td> <code>import</code> <code>time</code> <code>class</code> <code>Debug:</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp; </code><code>def</code> <code>mainProgram(</code><code>self</code><code>):</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp; &nbsp; </code><code>start_time </code><code>=</code> <code>time.time()</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp; &nbsp; </code><code>for</code> <code>i </code><code>in</code> <code>range</code><code>(</code><code>100</code><code>):</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; </code><code>print</code><code>(i)</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp; &nbsp; </code><code>end_time </code><code>=</code> <code>time.time()</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp; &nbsp; </code><code>print</code><code>(f</code><code>"the running time is: {end_time - start_time} s"</code><code>)</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp; &nbsp;&nbsp;</code>&nbsp; <code>if</code> <code>__name__ </code><code>=</code><code>=</code> <code>"__main__"</code><code>:</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp; </code><code>main </code><code>=</code> <code>Debug()</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp; </code><code>main.mainProgram()</code> </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

我们采用time 模块给所要测试的代码的前后加上时间戳，一个记为start\_time，一个记作end\_time，最后代码块的运行时间为end\_time-start\_time，单位为s(秒)。

当然在python中还有许多的记录时间的模块，这里不做过多讨论，均类似于time模块，实现思路上一致，代码实现上大同小异。

### 第二种 ###

使用IPython的Built-in magic commands,%time,代码如下：

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 </td> 
 <td> <code>class</code> <code>Debug:</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp; </code><code>def</code> <code>mainProgram(</code><code>self</code><code>):</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp; &nbsp; </code><code>%</code><code>time </code><code>for</code> <code>i </code><code>in</code> <code>range</code><code>(</code><code>100</code><code>): </code><code>print</code><code>(i)</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp; &nbsp;&nbsp;</code>&nbsp; <code>main </code><code>=</code> <code>Debug()</code> <code>main.mainProgram()</code> <code>"""</code> <code>Wall time: 1.99 ms</code> <code>"""</code> </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

这个类定义是可以去掉的，并不会影响最终的结果，%time 后面加上想要计算时间的代码，然后编译器就会在运行后自动给出所测试代码的运行时间，但是经过测试，%time方法测出的时间并不准确，时间波动范围非常大，这个是很好理解的，因为计算机每时每刻都在处理一些进程，也就是说计算机的运行状态每时每刻都是不同的，所以在不同的时刻测试同一段代码的运行时间也会得到不同的结果。

### 第三种 ###

用IPython的另一个Built-in magic commands,%timeit，使用方法类似于%time，代码如下：

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 </td> 
 <td> <code>class</code> <code>Debug:</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp; </code><code>def</code> <code>mainProgram(</code><code>self</code><code>):</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp; &nbsp; </code><code>%</code><code>timeit </code><code>for</code> <code>i </code><code>in</code> <code>range</code><code>(</code><code>100</code><code>): </code><code>print</code><code>(i)</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp; &nbsp;&nbsp;</code>&nbsp; <code>main </code><code>=</code> <code>Debug()</code> <code>main.mainProgram()</code> <code>"""</code> <code>8.53 ms ± 452 µs per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 100 loops each)</code> <code>"""</code> </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

我们可以看到得到的结果是：每个循环8.53 ms±452 µs（平均±标准偏差，共运行7次，每个循环100个）%timeit相比于%time，%timeit会多次执行测试代码，并且会取它们运行时间的平均值，并且还会计算出它们的标准差，因此这种计算方法计算的结果相对于使用%time执行测试代码一次是比较准确的。

### 第四种 ###

导入timeit模块来计算代码块的执行时间

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 </td> 
 <td> <code>import</code> <code>timeit</code> <code>class</code> <code>Debug:</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp; </code><code>def</code> <code>mainProgram(</code><code>self</code><code>):</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp; &nbsp; </code><code>result </code><code>=</code> <code>timeit.timeit(stmt</code><code>=</code><code>"for i in range(100): print(i)"</code><code>, number</code><code>=</code><code>10</code><code>)</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp; &nbsp; </code><code>print</code><code>(result)</code> <code>main </code><code>=</code> <code>Debug()</code> <code>main.mainProgram()</code> <code>"""</code> <code>0.05363089999991644 s</code> <code>"""</code> </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

导入timeit模块后使用timeit.timeit()来测试想要测试的代码，并且代码以string的形式进行输入，并且需要设定number值，设定测试的该段代码需要执行的次数，最终我们得到0.05363089999991644，单位是s(秒)，与内置魔法方法%timeit方法不同的是虽然也是多次计算，但是最终获取的时间是n次执行代码所需的总时间而不是执行一次的时间。

至此，代码的运行速度测试方法的介绍暂时告一段落。

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