Python中and与多个if语句的效率对比

Question

在if语句中使用“&&”和使用多个if语句之间是否存在效率差异？换句话说，类似于以下代码：

if expr1 == expr2 and expr3==expr4:
  dostuff()

从效率的角度来看，与...不同：

if expr1 == expr2:
  if expr3 == expr4:
    dostuff()

我进行的基本测试没有发现差异，但是有更多知识（或至少更彻底的测试）的人有一个确定的答案吗？

- TimothyAWiseman

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可能与Python的if语句效率有关。 - anijhaw

我不知道效率上是否有差异，但更重要的是你的代码可读性。如果使用多个嵌套的 if 语句更清晰明了，那就按照你认为合理的方式去做。 - derekerdmann

如果你真的想知道发生了什么，你应该在反汇编器中查看它，但第一个表达式同样快（潜在地更快，但可能没有以那种方式进行优化），因为Python使用短路评估。 - Nick Bastin

@NickBastin 因为运算符是 and，所以短路计算在这两种方法之间有什么区别呢？在嵌套的 if 中，如果第一个条件为假，则不会检查其他条件。短路计算也是如此。 - Astitva Srivastava

Answer 1

使用 and 和嵌套的 if 之间的速度差异将是很小的。你可能在抓错了树。考虑一下这棵树：

if oftenTrueCondition and rarelyTrueCondition:

相比之下

if rarelyTrueCondition and oftenTrueCondition:

因此，除非第一个条件必须首先评估（它是防止下一个表达式崩溃或执行愚蠢/昂贵操作的保护条件），否则请考虑交换评估顺序。

- John Machin

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这是一个非常有用的思考方式，我之前没有考虑过，实际上在数值工作中会派上用场。谢谢！ - spencer nelson

Answer 2

在性能方面没有太大差异，如果有的话，这不足以影响您的决定。在我看来，这里的决策应该纯粹从易读性的角度出发。第一种方法通常更标准，但有时第二种方法可能会更清晰。选择最能表达您意图的方法。

- froadie

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s/IMO//。出于性能原因，在几乎任何语言中选择其中之一都是绝对疯狂的。无法量化哪个更快，实现可以随意操作。 - L̲̳o̲̳̳n̲̳̳g̲̳̳p̲̳o̲̳̳k̲̳̳e̲̳̳

谢谢。通常我同意并且注重可读性而非效率。但在这种特殊情况下，if语句在一个循环中被执行了相当多的次数，而我有一个要求需要减少运行时间，所以至少这一次它可能很重要。 - TimothyAWiseman

Answer 3

无论哪种情况，expr1 == expr2 在 if 中都会被评估为 false，因此第二个表达式不会被评估。

- Matthew J Morrison

Answer 4

当你有疑问时，你可以使用dis模块检查Python编译你的语句的方式：

>>> import dis
>>> def test1():
...     if expr1 == expr2 and expr3==expr4:
...        dostuff()
... 
>>> def test2():
...     if expr1 == expr2:
...        if expr3 == expr4:
...           dostuff()
... 
>>> dis.dis(test1)
  2           0 LOAD_GLOBAL              0 (expr1)
              3 LOAD_GLOBAL              1 (expr2)
              6 COMPARE_OP               2 (==)
              9 JUMP_IF_FALSE           24 (to 36)
             12 POP_TOP             
             13 LOAD_GLOBAL              2 (expr3)
             16 LOAD_GLOBAL              3 (expr4)
             19 COMPARE_OP               2 (==)
             22 JUMP_IF_FALSE           11 (to 36)
             25 POP_TOP             

  3          26 LOAD_GLOBAL              4 (dostuff)
             29 CALL_FUNCTION            0
             32 POP_TOP             
             33 JUMP_FORWARD             1 (to 37)
        >>   36 POP_TOP             
        >>   37 LOAD_CONST               0 (None)
             40 RETURN_VALUE        
>>> dis.dis(test2)
  2           0 LOAD_GLOBAL              0 (expr1)
              3 LOAD_GLOBAL              1 (expr2)
              6 COMPARE_OP               2 (==)
              9 JUMP_IF_FALSE           28 (to 40)
             12 POP_TOP             

  3          13 LOAD_GLOBAL              2 (expr3)
             16 LOAD_GLOBAL              3 (expr4)
             19 COMPARE_OP               2 (==)
             22 JUMP_IF_FALSE           11 (to 36)
             25 POP_TOP             

  4          26 LOAD_GLOBAL              4 (dostuff)
             29 CALL_FUNCTION            0
             32 POP_TOP             
             33 JUMP_ABSOLUTE           41
        >>   36 POP_TOP             
             37 JUMP_FORWARD             1 (to 41)
        >>   40 POP_TOP             
        >>   41 LOAD_CONST               0 (None)
             44 RETURN_VALUE        

如您所见，在Python字节码级别上，这两个语句是相同的 - 即使在第一个语句中使用单个if，它也会在第一次比较后执行JUMP_IF_FALSE。

- Daniel Kluev

Answer 5

第一个方法（使用if和and）更快 :-)

我用timeit测试了一下，结果如下：

Variant 1: 9.82836714316
Variant 2: 9.83886494559
Variant 1 (True): 9.66493159804
Variant 2 (True): 10.0392633241

对于最后两个，第一个比较是True，所以第二个被跳过了。有趣的结果。

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import timeit


print "Variant 1: %s" % timeit.timeit("""
for i in xrange(1000):
    if i == 2*i and i == 3*i:
        pass
        """,
        number = 1000)

print "Variant 2: %s" % timeit.timeit("""
for i in xrange(1000):
    if i == 2*i:
        if i == 3*i:
            pass
        """,
        number = 1000)

print "Variant 1 (True): %s" % timeit.timeit("""
for i in xrange(1000):
    if i == i and i == 3*i:
        pass
        """,
        number = 1000)

print "Variant 2 (True): %s" % timeit.timeit("""
for i in xrange(1000):
    if i == i:
        if i == 3*i:
            pass
        """,
        number = 1000)

- leoluk