timeit

timeit 模块用于精确测量小段 Python 代码的执行时间，自动规避常见的计时陷阱。

timeit

基本使用

import timeit

# 测量单条语句的执行时间（默认执行 1000000 次）
t = timeit.timeit('"-".join(str(n) for n in range(100))', number=10000)
print(f"耗时: {t:.4f} 秒")

# 直接传入 lambda 或可调用对象
t = timeit.timeit(lambda: "-".join(map(str, range(100))), number=10000)
print(f"耗时: {t:.4f} 秒")

使用 setup 参数

import timeit

# setup 只在计时开始前执行一次，用于初始化
t = timeit.timeit(
    stmt='char in text',
    setup='text = "sample string"; char = "g"',
    number=1000000
)
print(f"in 运算符: {t:.4f} 秒")

t = timeit.timeit(
    stmt='text.find(char)',
    setup='text = "sample string"; char = "g"',
    number=1000000
)
print(f"find 方法: {t:.4f} 秒")

多次重复取最优

import timeit

# repeat 返回每轮的耗时列表，取最小值最有参考价值
results = timeit.repeat(
    stmt='sum(range(1000))',
    number=10000,
    repeat=5
)
print(f"每轮耗时: {results}")
print(f"最佳: {min(results):.4f} 秒")

tip

官方建议关注 min() 而非平均值——较高的值通常是系统其他进程干扰所致，最小值才接近代码的真实性能。

Timer 类

import timeit

timer = timeit.Timer(
    stmt='sorted(data)',
    setup='import random; data = [random.randint(0, 1000) for _ in range(100)]'
)

# autorange 自动确定合适的执行次数（总时间 ≥ 0.2 秒）
loops, total = timer.autorange()
print(f"{loops} 次循环, 共 {total:.4f} 秒, 每次 {total/loops*1e6:.2f} μs")

测量自定义函数

import timeit

def fibonacci(n):
    if n < 2:
        return n
    return fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2)

# 方法一：通过 globals 参数传入当前命名空间
t = timeit.timeit('fibonacci(20)', globals=globals(), number=1000)
print(f"递归 fibonacci(20): {t:.4f} 秒")

# 方法二：通过 setup 导入
t = timeit.timeit(
    'fibonacci(20)',
    setup='from __main__ import fibonacci',
    number=1000
)
print(f"递归 fibonacci(20): {t:.4f} 秒")

命令行接口

# 基本用法
python -m timeit "'-'.join(str(n) for n in range(100))"

# 指定 setup 和执行次数
python -m timeit -s "import random; data = list(range(1000))" -n 10000 "sorted(data)"

# 常用选项
# -n N     执行次数
# -r N     重复轮数（默认 5）
# -s S     setup 语句
# -u UNIT  输出单位（nsec / usec / msec / sec）
# -p       使用 process_time 而非 perf_counter

info

命令行模式会自动选择合适的循环次数，Python 接口中需要手动指定 number 或使用 Timer.autorange()。

对比示例：列表推导 vs map

import timeit

# 对比三种字符串拼接方式
stmts = {
    "生成器表达式": '"-".join(str(n) for n in range(100))',
    "列表推导式": '"-".join([str(n) for n in range(100)])',
    "map 函数": '"-".join(map(str, range(100)))',
}

for name, stmt in stmts.items():
    t = timeit.timeit(stmt, number=50000)
    print(f"{name}: {t:.4f} 秒")