为什么在Python中循环range（）比使用while循环快？

Question

前几天我在做一些Python基准测试，发现了一些有趣的东西。下面是两个或多或少做相同事情的循环。循环1的执行时间大约是循环2的两倍。

回路1：

int i = 0
while i < 100000000:
  i += 1

回路2：

for n in range(0,100000000):
  pass

为什么第一个循环要慢得多？我知道这是个微不足道的例子，但它激起了我的兴趣。range（）函数有什么特别的地方比用同样的方法递增变量更有效吗？

Answer 1

查看python字节码的反汇编，您可能会得到一个更具体的想法

使用while循环：

1           0 LOAD_CONST               0 (0)
            3 STORE_NAME               0 (i)

2           6 SETUP_LOOP              28 (to 37)
      >>    9 LOAD_NAME                0 (i)              # <-
           12 LOAD_CONST               1 (100000000)      # <-
           15 COMPARE_OP               0 (<)              # <-
           18 JUMP_IF_FALSE           14 (to 35)          # <-
           21 POP_TOP                                     # <-

3          22 LOAD_NAME                0 (i)              # <-
           25 LOAD_CONST               2 (1)              # <-
           28 INPLACE_ADD                                 # <-
           29 STORE_NAME               0 (i)              # <-
           32 JUMP_ABSOLUTE            9                  # <-
      >>   35 POP_TOP
           36 POP_BLOCK

循环体有10个操作

使用范围：

1           0 SETUP_LOOP              23 (to 26)
            3 LOAD_NAME                0 (range)
            6 LOAD_CONST               0 (0)
            9 LOAD_CONST               1 (100000000)
           12 CALL_FUNCTION            2
           15 GET_ITER
      >>   16 FOR_ITER                 6 (to 25)        # <-
           19 STORE_NAME               1 (n)            # <-

2          22 JUMP_ABSOLUTE           16                # <-
      >>   25 POP_BLOCK
      >>   26 LOAD_CONST               2 (None)
           29 RETURN_VALUE

循环体有3个操作

运行C代码的时间比intepretor短得多，可以忽略不计。

Answer 2

必须说，在while循环中有很多对象的创建和销毁。

i += 1

同：

i = i + 1

但由于Python int是不可变的，所以它不会修改现有的对象；而是创建一个具有新值的全新对象。基本上是：

i = new int(i + 1)   # Using C++ or Java-ish syntax

垃圾收集器还将有大量的清理工作要做。 “创建对象是昂贵的”。

Answer 3

range()在C中实现，而i += 1在C中解释。

使用xrange()可以使它在处理大量数据时更快。从Python 3.0开始range()与前面的xrange()相同。