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扣丁學堂Python培訓簡述Python功能點實現(xiàn)函數(shù)級/代碼塊級計時器

2019-04-25 10:42:44 2828瀏覽

Python功能點實現(xiàn)函數(shù)級/代碼塊級計時器開發(fā)有沒有還不清楚的小伙伴?本篇文章扣丁學堂Python培訓小編就給讀者們分享一下Python功能點實現(xiàn)函數(shù)級/代碼塊級計時器，文中有代碼列出供大家參考，有不錯的參考價值，感興趣的小伙伴就隨小編來了解一下吧。

工程中我們常常需要對某一個函數(shù)或者一塊代碼計時，從而監(jiān)測系統(tǒng)關(guān)鍵位置的性能。計時方法是在代碼塊前后分別記錄當前系統(tǒng)時間，然后兩者相減得到代碼塊的耗時。最簡單原始的實現(xiàn)類似：

from datetime import datetime
start = datetime.now()
# some code you want to measure
end = datetime.now()
print("Processing time for {} is: {} seconds".format('You Name It', elapse))

這種方式缺點明顯：假如系統(tǒng)內(nèi)有很多地方都需要計時，那么每個地方都需要插入這樣的計時代碼，首先是重復性工作很麻煩，其次這樣會降低代碼的可讀性，干擾對業(yè)務邏輯的理解。本文將給出一些更好的實現(xiàn)，主要涉及的技術(shù)是裝飾器（Decorator）和運行時上下文（runtime context）。

基于裝飾器的函數(shù)級計時器

第一種計時器是比較常見的函數(shù)級計時器，通過裝飾器完成，將原函數(shù)改裝成擁有計時功能的新函數(shù)，使其可以完成運行原來函數(shù)和計時兩件事。在使用時，只用在需要計時功能的函數(shù)代碼前加上類似@timer的語法糖，這樣每次調(diào)用原函數(shù)時，運行的將會是新函數(shù)。這樣就大大減少了重復性勞動。

具體實現(xiàn)如下：

from datetime import datetime
def timer(func):
  '''Function Level Timer via Decorator'''
  def timed(*args, **kwargs):
    start = datetime.now()
    result = func(*args, **kwargs)
    end = datetime.now()
    elapse = (end - start).total_seconds()
    print("Processing time for {} is: {} seconds".format(func.__name__, elapse))
    return result
  return timed
@timer
def test_1(a):
  '''Function Level'''
  a *= 2
  return a
if __name__ == '__main__':
  print(test_1(1))

基于上下文的代碼塊級計時器

裝飾器實現(xiàn)的計時器可以為函數(shù)添加計時功能，可以滿足大部分情況的需要，但是假如我們想要更靈活一些，對任意一段連續(xù)的代碼塊做計時，怎樣做？使用原始的插計時代碼的方法顯然不是我們想要的；也可以將代碼塊重構(gòu)成一個函數(shù)，再在上面加裝飾器，然而這就顯得不夠優(yōu)雅。因此我做出了下面的實現(xiàn)。

首先了解上下文管理的概念。大致是說Python中允許創(chuàng)建一種叫上下文管理器（Context Manager）的對象，它可以管理一個代碼塊執(zhí)行時的上下文信息。具體的方法是創(chuàng)建一個類，并為其實現(xiàn)object.__enter__和object.__exit__方法，前者在進入代碼塊時自動執(zhí)行，后者在完成代碼塊執(zhí)行時自動執(zhí)行。

在使用時，通過with和as關(guān)鍵字，將__enter__的返回值綁定到某一個變量名，這個返回值里可以儲存代碼塊運行過程中得到的一些信息，在這里就是運行時間啦。具體的實現(xiàn)是創(chuàng)建一個計時器類Timer，在enter時記錄代碼塊運行的開始時間，exit時記錄完成時間、計算并儲存耗時到Timer實例中。在使用時，將with Timer() as t加到要計時的代碼塊前面，t.elapse中將會儲存代碼塊耗時，可以任意使用。

在這個基礎(chǔ)上，我們還可以做出一個裝飾器timer_來實現(xiàn)基于上下文的函數(shù)級計時器。

具體實現(xiàn)如下：

class Timer(object):
  '''Code Block Level Timer via Context'''
  def __enter__(self):
    self.start = datetime.now()
    return self
  def __exit__(self, *args):
    self.end = datetime.now()
    self.elapse = (self.end - self.start).total_seconds()
def timer_(func):
  '''Function Level Timer via Context & with Statement'''
  def timed(*args, **kw):
    with Timer() as t:
      result = func(*args, **kw)
    print("Processing time for {} is: {} seconds".format(func.__name__, t.elapse))
    return result
  return timed
def test_2(a):
  '''Code Block Level'''
  with Timer() as t:
    a *= 2
  print("Processing time for {} is: {} seconds".format('You Name It', t.elapse))
  return a
@timer_
def test_3(a):
  '''Function Level'''
  a *= 2
  return a
if __name__ == '__main__':
  print(test_2(2))
  print(test_3(3))

更靈活的實現(xiàn)

更優(yōu)雅地，我們還可以使用contextlib自帶的ContextDecorator，參考官方示例，做出既可以with又可以作為裝飾器的計時器timer_elegant：

from datetime import datetime
from contextlib import ContextDecorator
class timer_elegant(ContextDecorator):
  '''Elegant Timer via ContextDecorator'''
  def __init__(self, name):
    self.name = name
  def __enter__(self):
    self.start = datetime.now()
  def __exit__(self, *args):
    self.end = datetime.now()
    self.elapse = (self.end - self.start).total_seconds()
    print("Processing time for {} is: {} seconds".format(self.name, self.elapse))
@timer_elegant('test_4')
def test_4(a):
  a *= 2
  return a
def test_5(a):
  a *= 2
  return a
if __name__ == '__main__':
  print(test_4(4))
 
  with timer_elegant('test 5'):
    result_5 = test_5(5)
  print(result_5)

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