为什么可变字符串比不可变字符串慢？
为什么可变字符串比不可变字符串慢？
编辑：
>>> import UserString
... def test():
... s = UserString.MutableString('Python')
... for i in range(3):
... s[0] = 'a'
...
... if __name__=='__main__':
... from timeit import Timer
... t = Timer("test()", "from __main__ import test")
... print t.timeit()
13.5236170292
>>> import UserString
... def test():
... s = UserString.MutableString('Python')
... s = 'abcd'
... for i in range(3):
... s = 'a' + s[1:]
...
... if __name__=='__main__':
... from timeit import Timer
... t = Timer("test()", "from __main__ import test")
... print t.timeit()
6.24725079536
>>> import UserString
... def test():
... s = UserString.MutableString('Python')
... for i in range(3):
... s = 'a' + s[1:]
...
... if __name__=='__main__':
... from timeit import Timer
... t = Timer("test()", "from __main__ import test")
... print t.timeit()
38.6385951042我认为我将s= UserString.MutableString('Python')放在第二个测试中的原因是显而易见的。
回答 2
Stack Overflow用户
发布于 2010-09-05 09:24:52
在一种假设的语言中，同时提供了可变的和不可变的，否则是等价的，字符串类型(我真的不能随便想到一个--例如，Python和Java都只有不可变的字符串，以及通过突变来创建一个字符串的其他方法，这增加了间接性，因此当然可以放慢速度；-)，没有任何性能差异的真正原因--例如，在C++中，交替使用std::string或const std::string我希望不会造成任何性能差异(诚然，通过依靠不变性，编译器可能能够更好地优化使用后者的代码，但我不知道任何现实世界中确实可以执行这种理论上可能的优化；-)。
在Java和Python中，拥有不变的字符串可能并且实际上确实允许进行非常实质性的优化。例如，如果字符串被散列，则散列可以被缓存，并且永远不需要重新计算(因为字符串不能改变) --这在Python中尤其重要，因为Python大量使用散列字符串(用于集合和字典中的查找)，甚至是“幕后”。在此期间，不需要“以防万一”创建新的副本--无论何时需要该字符串，都可以系统地分发对单个副本的引用。Python还大量地使用(某些)字符串的“内部”操作，这可能允许常量时间比较和许多其他类似的快速操作--可以将其视为另一种方法，可以肯定是一种更高级的方法，它利用字符串的不变性来缓存经常对其执行的操作的更多结果。
当然，这并不是说给定的编译器将利用所有可能的优化。例如，当请求一个字符串的片段时，实际上不需要创建一个新对象并复制数据--新的片段可能引用具有偏移量(和独立存储的长度)的旧片段，这对于从其中提取许多片段的大字符串来说可能是一个很好的优化。Python之所以不这样做，是因为除非特别注意内存管理，否则很容易导致“大”字符串在实际需要时全部保留在内存中--但这是一种权衡，不同的实现可能会选择执行(当然，还有额外的内存管理负担--更复杂、更难调试的编译器和运行时代码，用于所讨论的语言)。
我在这里只是触及了皮毛--如果在可变和不可变版本中都存在可互换的字符串类型，那么很难保持这些优点(我怀疑这就是为什么，至少就我目前所知，C++编译器实际上并不关心这样的优化，尽管通常非常注重性能)。但是，通过提供唯一的不可变字符串作为基本的原始数据类型(从而在您确实需要可变字符串时隐含地接受一些缺点；-)，诸如Java和Python这样的语言显然可以获得各种优势--性能问题只是其中的一组(例如，Python选择只允许不可变的原始类型是hashable，并不是一个以性能为中心的设计决策--它更多的是关于集合和字典行为的清晰度和可预测性！)。
Stack Overflow用户
发布于 2010-09-05 09:11:27
有了一个不可变的字符串，python就可以把它放在内部，并通过它在内存中的地址在内部引用它。这意味着，要比较两个字符串，它只需比较它们在内存中的地址(除非其中一个未被实例化)。此外，请记住，并不是所有的字符串都会被拦截。我已经看到了构造字符串的例子，这些字符串并没有被内嵌。
对于可变字符串，字符串比较将涉及到逐个字符地比较它们，还需要将相同的字符串存储在不同的位置(malloc不是免费的)，或者添加逻辑来跟踪给定字符串被引用的次数，并在存在多个引用的情况下为每个突变创建一个副本。
看起来python已经针对字符串比较进行了优化。这是有意义的，因为即使字符串操作在大多数情况下也涉及字符串比较，因此对于大多数用例来说，它是最小的公分母。
不可变字符串的另一个优点是，它使得它们可以是hashable的，这是将它们用于字典键的要求。想象一个场景，它们是可变的：
s = 'a'
d = {s : 1}
s = s + 'b'
d[s] = ?我认为python可以跟踪哪些dict将哪些字符串作为键，并在字符串被修改时更新它们的所有哈希表，但这只是增加了dict插入的开销。可以毫不含糊地说，如果没有字典插入/查找，你就不能在python中执行任何操作，所以这将是非常非常糟糕的。它还增加了字符串操作的开销。
https://stackoverflow.com/questions/3644576
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