为什么在Python中，v*v比v**2更快？

Question

我尝试测试 v*v 和 v**2 之间的性能表现。结果如下：

# test was generated with randint(1, 999)

# 0.10778516498976387
print(timeit.timeit("sum([item*item for item in test])", number=10000, setup="from __main__ import test"))

# 0.35526178102009
print(timeit.timeit("sum([item**2 for item in test])", number=10000, setup="from __main__ import test"))

我开始这个实验的原因是我不想在列表推导式中执行相同的操作。 由于运算符只出现一次（例如，(item-3) * (item*3) 和 (item-3)**2），我认为 (item-3)**2 比 (item-3)*(item-3) 更快。但事实完全相反。 有人能解释一下为什么吗？ [+] 我使用的是python3.6.0。

- Henry Kim

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速度与 x**3 或 x**2.5 相比如何？ - Stephen Rauch

因为乘法比指数运算更快，如果Python（或底层的C数学代码或CPU）能够特殊处理平方和立方运算，采用乘法计算将会很好，但显然它并没有这样做。 - kindall

@StephenRauch 即使是 x**4 也与上述结果相同。 - Henry Kim

Answer 1

由于*是一个深度嵌入处理器中的算术运算符，而 ** 是pow函数的包装器。

使用k * k比k ** 2更高效，因为Python会在内部调用pow函数。

- Alistair Carscadden

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**并不是pow()函数的包装器。内置的pow()函数调用了PyNumber_Power()，而**被翻译成字节码BINARY_POWER并作为对PyNumber_Power()的调用进行评估。所以，是的，PyNumber_Power()比简单的乘法慢，但调用不会经过** => pow() => PyNumberPower()这个过程。 - Steven Rumbalski

@StevenRumbalski 感谢您提供的信息。您的意思是说 ** 是直接转换为字节码，即没有函数调用，还是转换为对 PyNumber_Power() 而不是 pow() 的调用？ - Alistair Carscadden