我想了很久了。就像题目说的,哪个更快,是实际函数还是简单地取1 / 2次幂?

更新

这不是一个过早优化的问题。这只是一个底层代码如何实际工作的问题。Python代码的工作原理是什么?

我给Guido van Rossum发了一封邮件,因为我真的很想知道这些方法的区别。

我的电子邮件:

在Python中至少有3种方法来求平方根:math。返回值, '**'运算符和pow(x,.5)。我只是好奇它们之间的区别 每一个的实现。说到效率 是更好吗?

他的回答:

Pow和**是等价的;数学。根号方根不适用于复数, 并链接到C的sqrt()函数。至于哪一个是 快点,我不知道……


当前回答

如果您进入math.py并将函数“sqrt”复制到您的程序中,则会更快。程序找到math.py,然后打开它,找到要找的函数,然后将其带回程序,这需要时间。如果该函数即使使用“查找”步骤也更快,那么函数本身必须非常快。可能会让你的时间缩短一半。总而言之:

转到math.py 找到函数“√” 复制它 将函数粘贴到程序中作为根号查找器。 它的时间。

其他回答

不管怎样(见吉姆的回答)。在我的机器上,运行python 2.5:

PS C:\> python -m timeit -n 100000 10000**.5
100000 loops, best of 3: 0.0543 usec per loop
PS C:\> python -m timeit -n 100000 -s "import math" math.sqrt(10000)
100000 loops, best of 3: 0.162 usec per loop
PS C:\> python -m timeit -n 100000 -s "from math import sqrt" sqrt(10000)
100000 loops, best of 3: 0.0541 usec per loop

很可能是math.sqrt(x),因为它针对平方根进行了优化。

基准测试将为您提供您正在寻找的答案。

在python 2.6中,(float).__pow__()函数使用C pow()函数,math.sqrt()函数使用C sqrt()函数。

在glibc编译器中,pow(x,y)的实现相当复杂,并且针对各种例外情况进行了很好的优化。例如,调用C pow(x,0.5)只调用sqrt()函数。

**或数学使用速度的差异。sqrt是由围绕C函数的包装器引起的,速度很大程度上取决于系统上使用的优化标志/C编译器。

编辑:

这是克劳狄算法在我机器上的结果。我得到了不同的结果:

zoltan@host:~$ python2.4 p.py 
Took 0.173994 seconds
Took 0.158991 seconds
zoltan@host:~$ python2.5 p.py 
Took 0.182321 seconds
Took 0.155394 seconds
zoltan@host:~$ python2.6 p.py 
Took 0.166766 seconds
Took 0.097018 seconds

当然,如果要处理字面量并且需要一个常量值,Python运行时可以在编译时预先计算该值,如果它是用操作符编写的——在这种情况下不需要分析每个版本:

In [77]: dis.dis(a)                                                                                                                       
  2           0 LOAD_CONST               1 (1.4142135623730951)
              2 RETURN_VALUE

In [78]: def a(): 
    ...:     return 2 ** 0.5 
    ...:                                                                                                                                  

In [79]: import dis                                                                                                                       

In [80]: dis.dis(a)                                                                                                                       
  2           0 LOAD_CONST               1 (1.4142135623730951)
              2 RETURN_VALUE

python要优化的是可读性。为此,我认为显式地使用平方根函数是最好的。话虽如此,我们还是来研究一下性能。

我为Python 3更新了Claudiu的代码,并使其不可能优化计算(未来一个优秀的Python编译器可能会做的事情):

from sys import version
from time import time
from math import sqrt, pi, e

print(version)

N = 1_000_000

def timeit1():
  z = N * e
  s = time()
  for n in range(N):
    z += (n * pi) ** .5 - z ** .5
  print (f"Took {(time() - s):.4f} seconds to calculate {z}")

def timeit2():
  z = N * e
  s = time()
  for n in range(N):
    z += sqrt(n * pi) - sqrt(z)
  print (f"Took {(time() - s):.4f} seconds to calculate {z}")

def timeit3(arg=sqrt):
  z = N * e
  s = time()
  for n in range(N):
    z += arg(n * pi) - arg(z)
  print (f"Took {(time() - s):.4f} seconds to calculate {z}")

timeit1()
timeit2()
timeit3()

结果不同,但一个示例输出是:

3.6.6 (default, Jul 19 2018, 14:25:17) 
[GCC 8.1.1 20180712 (Red Hat 8.1.1-5)]
Took 0.3747 seconds to calculate 3130485.5713865166
Took 0.2899 seconds to calculate 3130485.5713865166
Took 0.2635 seconds to calculate 3130485.5713865166

还有一个最近的输出:

3.7.4 (default, Jul  9 2019, 16:48:28) 
[GCC 8.3.1 20190223 (Red Hat 8.3.1-2)]
Took 0.2583 seconds to calculate 3130485.5713865166
Took 0.1612 seconds to calculate 3130485.5713865166
Took 0.1563 seconds to calculate 3130485.5713865166

你自己试试。