在Python中函数查找操作的时间复杂性是多少

Question

我想知道，由于一种常见的优化策略是在变量中“缓存”查找，然后使用该变量调用方法/函数，那么查找操作的开销有多大？在

这就是我所说的“缓存”查找，以防它不是正确的术语：

class TestClass:

    def myMethod(self):
       printMethod = self.printMethod
       for i in range(0, 1000):
          printMethod(i)

    def printMethod(self, i):
       print i

Answer 1

节省的不是时间复杂性，而是实际时间。在命名空间中查找函数名就是在字典中查找键，它已经是O（1）。又是一个查找对象（dict也是一个查找对象）。有一个优化的操作码，用于按名称查找局部变量，但它仍然不能比O（1）快。在

在您的示例中，查找self.printMethod将查找本地（self），然后查找属性（printMethod）。这是两次查找。如果将其存储在一个local中，那么对局部变量printMethod的每次后续访问都只是一次查找，而不是两次。仍然是O（1），但速度更快，因为它是一个较小的常数。在

This question进一步讨论了Python中名称查找的工作方式。在

Answer 2

下面是一些代码，您可以用来计算时间差：

http://pastebin.com/svBN5NZ9

以及一些计时结果：

In [2]: %timeit Class1().runCached(10000)
1000 loops, best of 3: 1.74 ms per loop

In [3]: %timeit Class1().runNormal(10000)
100 loops, best of 3: 2.92 ms per loop

In [4]: %timeit Class10().runCached(10000)
1000 loops, best of 3: 1.7 ms per loop

In [5]: %timeit Class10().runNormal(10000)
100 loops, best of 3: 6.01 ms per loop

In [6]: %timeit Class100().runCached(10000)
1000 loops, best of 3: 1.7 ms per loop

In [7]: %timeit Class100().runNormal(10000)
10 loops, best of 3: 42.9 ms per loop

因此，在一般情况下，缓存方法的速度更快，方法查找时间取决于类继承层次结构的深度。在

但是请注意，如果使用像pypy这样的跟踪JIT，可能会得到不同的结果，因为跟踪可能会有效地为您缓存方法指针。在

Answer 3

两个O（1）操作所需的时间可能非常不同。实例属性查找（self.printMethod）和局部变量都是O（1），但局部变量访问经过优化，不需要字典查找，因此速度更快。查看访问CPython中的局部变量vs实例变量的字节码：

>>> import dis
>>> class MyClass:
...   def printMethod(self):
...     pass
...   def code(self):
...     pm = self.printMethod
...     self.printMethod()
...     pm()
...
>>> dis.dis(MyClass.code)
  5           0 LOAD_FAST                0 (self)
              3 LOAD_ATTR                0 (printMethod)
              6 STORE_FAST               1 (pm)

  6           9 LOAD_FAST                0 (self)
             12 LOAD_ATTR                0 (printMethod)
             15 CALL_FUNCTION            0
             18 POP_TOP

  7          19 LOAD_FAST                1 (pm)
             22 CALL_FUNCTION            0
             25 POP_TOP
             26 LOAD_CONST               0 (None)
             29 RETURN_VALUE
>>>

您可以看到，访问pm需要一个简单的LOAD_FAST操作，该操作从本地堆栈框架中的固定数值offest加载一个值，而访问{}需要额外的LOAD_ATTR操作。在

当然，建立局部变量的值确实需要时间，因此必须多次使用它（就像在代码示例中一样）才能看到任何性能优势。在

正如@user5402指出的，由于编译器的优化，您的里程数可能会因您使用的实现而有所不同。在