准确测量Python函数执行时间

Question

我需要测量我程序中某些部分的运行时间（不是为了调试，而是作为输出的一部分）。准确性很重要，因为总时间可能只有几分之一秒。

我本来打算使用time模块，结果发现了timeit模块，它声称可以避免一些常见的测量执行时间的陷阱。可惜的是，它的界面很糟糕，需要输入一个字符串，然后它会对这个字符串进行评估。

那么，我是否需要使用这个模块来准确测量时间，还是使用time模块就可以了？它提到的陷阱是什么呢？

谢谢

Answer 1

timeit模块看起来是用来测试算法性能的，而不是简单地监控一个应用程序。你最好的选择可能是使用time模块，在你感兴趣的代码段开始和结束时分别调用time.time()，然后把这两个数字相减。要注意，你得到的数字可能会有很多小数位，这些小数位可能超过了系统计时器的实际精度。

Answer 2

你可以创建一个计时上下文（可以参考PEP 343），这样就能很简单地测量一段代码的执行时间。

from __future__ import with_statement
import time

class Timer(object):
    def __enter__(self):
        self.__start = time.time()

    def __exit__(self, type, value, traceback):
        # Error handling here
        self.__finish = time.time()

    def duration_in_seconds(self):
        return self.__finish - self.__start

timer = Timer()

with timer:
    # Whatever you want to measure goes here
    time.sleep(2)

print timer.duration_in_seconds()    

Answer 3

根据Python的文档，这与不同操作系统中时间函数的准确性有关：

默认的计时器函数是依赖于平台的。在Windows上，time.clock()的精度是微秒，而time.time()的精度是1/60秒；在Unix系统上，time.clock()的精度是1/100秒，而time.time()则更精确。在这两种平台上，默认的计时器函数测量的是实际的墙钟时间，而不是CPU时间。这意味着在同一台计算机上运行的其他进程可能会影响计时……在Unix上，你可以使用time.clock()来测量CPU时间。

直接从timeit.py的代码中提取：

if sys.platform == "win32":
    # On Windows, the best timer is time.clock()
    default_timer = time.clock
else:
    # On most other platforms the best timer is time.time()
    default_timer = time.time

此外，它还直接为你设置运行时代码。如果你使用time，你就得自己来做。这当然节省了你的时间。

Timeit的设置：

def inner(_it, _timer):
    #Your setup code
    %(setup)s
    _t0 = _timer()
    for _i in _it:
        #The code you want to time
        %(stmt)s
    _t1 = _timer()
    return _t1 - _t0

Python 3:

从Python 3.3开始，你可以使用time.perf_counter()（系统范围的计时）或time.process_time()（进程范围的计时），就像以前使用time.clock()一样：

from time import process_time

t = process_time()
#do some stuff
elapsed_time = process_time() - t

新的函数process_time不会包括睡眠期间的时间。

Python 3.7+:

从Python 3.7开始，你还可以使用process_time_ns()，这个函数和process_time()类似，但返回的时间单位是纳秒。