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python - 为什么 f-strings 比 str() 更快地解析值？

问题描述

我在玩 f-strings（见PEP 498），我决定检查 f-string 解析的速度，（例如f"{1}"）与通常的 str 解析（例如str(1)）相比。但令我惊讶的是，当我用timeit函数检查这两种方法的速度时，我发现 f-strings 更快。

>>> from timeit import timeit
>>> timeit("f'{1}'")
0.1678762999999961

然而

>>> timeit("str(1)")
0.3216999999999999

甚至是 repr func，在大多数情况下，它比 str cast 更快

>>> timeit("repr(1)")
0.2528296999999995

我想知道这是为什么？我以为 f 字符串在内部调用 str ，但现在，我有点困惑，有什么想法吗？提前致谢！

PD：如果有人想知道：

assert f"{1}" == str(1) == repr(1)

标签： pythonpython-3.xpython-internalsf-string

解决方案

简单的答案是因为f 字符串是语言语法和句法的一部分。str()另一方面，调用需要符号表查找，然后是函数调用。

这是一个插入整数变量的类似示例，将其与常量值插值进行对比。

x = 1

%timeit f'{1}'
%timeit f'{x}'
%timeit str(1)
%timeit str(x)

113 ns ± 2.25 ns per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 10000000 loops each)
166 ns ± 4.71 ns per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 10000000 loops each)
342 ns ± 23.9 ns per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 1000000 loops each)
375 ns ± 11.5 ns per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 1000000 loops each)

当您查看反汇编的字节码时，行为的差异是显而易见的dis。

import dis

dis.dis("f'{x}'")
  1           0 LOAD_NAME                0 (x)
              2 FORMAT_VALUE             0
              4 RETURN_VALUE

dis.dis("str(x)")
  1           0 LOAD_NAME                0 (str)
              2 LOAD_NAME                1 (x)
              4 CALL_FUNCTION            1
              6 RETURN_VALUE

繁重的工作都在CALL_FUNCTION指令中，f-strings 肯定没有的开销——至少在这种情况下，因为什么都不需要eval。

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