创建一个类实例需要多少次函数调用

Question

知道在python中调用函数是昂贵的，这个问题的答案对优化决策有一定的影响，例如将直接的单函数数值方法与面向对象方法进行比较。所以我想了解

• 所需的函数调用的典型数量是多少
• 所需的最小函数调用次数是多少
• 是什么增加了通话次数
• 用户创建的类与内置类相比如何
• 对象删除（包括垃圾收集）怎么样

我的谷歌傅无法找到这个问题的答案。

编辑：因此，为了总结评论并防止更多票数接近，以下是一些澄清：

• 与调用普通python函数相比，我对python实例创建的时间复杂性感兴趣
• 出于这个问题的目的，让我们仅限于最新的CPython版本

Answer 1

请参阅Eli Bendersky的Python对象创建。

详细引用结论：

为了避免我们因树木而失去森林，让我们重新审视这个问题文章开头是。CPython执行j = Joe()时会发生什么？

• 由于Joe没有显式元类，因此type是它的类型。因此，type的tp_call时隙，即type_call，被调用
• type_call通过调用Joe的tp_new时隙开始：
  • 由于Joe没有显式的基类，因此它的基类为object。因此，object_new被调用
  • 由于Joe是Python定义的类，因此它没有自定义的tp_alloc槽。因此，object_new调用PyType_GenericAlloc
  • PyType_GenericAlloc分配并初始化一块足够大的内存，以包含Joe
• 然后CCD_ 15继续并且对新创建的对象调用CCD_。
  • 由于Joe没有定义__init__，因此它的基的__init__被调用，即object_init
  • object_init什么也不做
• 新对象从type_call返回，并绑定到名称j

Answer 2

我已经按照注释中的建议进行了操作，并在以下测试用例中使用了timeit：

def a():
    pass
class A(object):
    pass
class B(object):
    def __init__(self):
        pass
class NOPType(type):
    pass
class C(object):
    __metaclass__ = NOPType
    def __init__(self):
        pass
class D(object):
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        return super(D, cls).__new__(cls)
    def __init__(self):
        pass
class E(A):
    def __init__(self):
        super(E, self).__init__()

测试结果：

$python-m timeit-s"导入tst"tst.a（）"10000000个循环，3个最佳：每个循环0.149 usec$python-m timeit-s"导入tst"tst.A（）"10000000个循环，3个最佳：每个循环0.169 usec$python-m timeit-s"导入tst"tst.B（）"1000000个循环，3个最佳：每个循环0.384 usec$python-m timeit-s"导入tst"tst.C（）"1000000个循环，3个最佳：每个循环0.397 usec$python-m timeit-s"导入tst"tst.D（）"1000000个循环，3个最佳：每个循环1.09 usec$python-m timeit-s"导入tst"tst.E（）"1000000个循环，3个最佳：每个循环0.827 usec

使用函数调用作为基线，结果如下：

• 一个基本的实例化需要1.1倍的时间
• 添加__init__方法会将因子增加到2.6
• 添加一个no-op元类只是稍微贵一点，价格是2.7
• 它相当于7.3个函数调用，而不是添加一个基本的__new__
• 一个只有一个子类的类相当于5.6个函数调用

对于最后两个结果，如果将对super的调用替换为其返回值，则可以减去大约2。

在CPython 2.7中，这应该可以粗略估计花费时间的python类与python函数的比较。