Python 2.7 中的对象实例化极其缓慢

Question

我最近不得不完成一项使用大量坐标操作的作业。为了节省时间和简化我的代码，我定义了一个 class 来封装坐标对的行为。 class 看起来像这样：

class Vector (tuple) :
    def __init__ (self, value) :
        tuple.__init__ (self, value)


    def __add__ (self, other) :
        return Vector ((self [0] + other [0], self [1] + other [1]))

这让我可以编写这样的代码（例如）：

def translate (pointList, displacement) :
    return [point + displacement for point in pointList]

但是我的应用程序非常慢。比其他任务慢得多。我在算法的实现中找不到任何低效的地方，所以我做了一个简单的测试来查看 Vector class 的开销是多少。我预计在 5% 到 15% 之间。

我对 Vector class 的测试如下所示：

v = Vector ((0, 0))
d = Vector ((1, -1))
loopIdx = 3000000
while loopIdx > 0 :
    v = v + d
    loopIdx -= 1
print (v)

这运行秒（通常）在这种时间：

real    0m8.440s
user    0m8.367s
sys     0m0.016s

为了比较我运行这段代码：

v = (0, 0)
dX = 1
dY = -1
loopIdx = 3000000
while loopIdx > 0 :
    v = ( v [0] + dX, v [1] + dY )
    loopIdx -= 1
print (v)

运行此代码的时间是：

real    0m1.004s
user    0m0.995s
sys     0m0.006s

我是不是做错了什么，或者在 Python 中使用 class 对象是否真的意味着您的应用程序将花费运行的 8 倍？

Answer 1

不是真正的答案如何让你 class 更快，而是更多的选择。

而不是 subclassing tuple 并自己编写所有这些 add、sub 等方法，你只需要使用 Python's bultin complex 二维坐标的数字类型，它已经内置了所有这些操作，正确且超快。

>>> %timeit vector_no_init()
1 loops, best of 3: 1.39 s per loop
>>> %timeit plain_tuple()
1 loops, best of 3: 403 ms per loop
>>> %timeit complex_nums()
1 loops, best of 3: 171 ms per loop

对于旋转，您可以使用复数乘法：只需将您的复数坐标乘以一个复数，该复数的极坐标形式绝对值为 1，相位等于您要旋转的角度。要旋转 90 度，只需乘以 1j（逆时针）或 -1j（顺时针）即可。对于所有其他角度，使用 cmath 模块来转换极坐标形式。

>>> c = complex(4, 2)
>>> c * cmath.rect(1, math.radians(45))
(1.4142135623730954+4.242640687119285j)

但是，我建议不要 subclass complex 使 rotate 成为 class 的方法，因为在这种情况下，您还必须覆盖所有其他方法，例如 add，否则加法的结果将是一个常规复数，而不提供 rotate 方法。这将抵消所有这些性能提升，使其与您的 Vector class 一样慢。相反，只需创建一个函数 rotate(complex, angle) -> complex.

Python 2.7 中的对象实例化极其缓慢

Extremely slow object instantiation in Python 2.7

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