Чек-лист: 5 приемов ускорения Python

👍 JIT-компиляция с Numba:
Numba — это JIT-компилятор, который переводит код Python в быстрый машинный код. Добавив декоратор @jit, вы можете ускорить вычисления в циклах и операциях с массивами.

Пример:

from numba import jit
import numpy as np
import time

@jit(nopython=True)
def sum_squares(arr):
    total = 0
    for i in range(arr.shape[0]):
        total += arr[i] * arr[i]
    return total

data = np.arange(1000000)
start = time.time()
result = sum_squares(data)
end = time.time()
print("Numba JIT:", result, "Time:", end - start)

Результат: прирост производительности до 10-30 раз.

👍 Многозадачность:
Python ограничивает многозадачность из-за GIL, но для вычислительно сложных задач можно использовать многопроцессорность, чтобы обойти это ограничение.

Пример:

import multiprocessing as mp

def process_image(image):
    return image ** 2

if __name__ == '__main__':
    images = range(20)
    with mp.Pool(mp.cpu_count()) as pool:
        results = pool.map(process_image, images)
    print(results)

👍 Cython и PyPy:
Cython компилирует Python в C, что ускоряет выполнение кода. PyPy — это JIT-компилятор, который улучшает производительность без изменения кода.

Пример: С использованием Cython можно ускорить код, написав его в файле .pyx, а с PyPy просто сменив интерпретатор.

👍 Правильные структуры данных:
Используйте более эффективные структуры данных, такие как массивы NumPy, вместо списков Python для числовых вычислений. Это ускоряет выполнение и экономит память.

Пример:

import numpy as np
data = np.arange(1000000)
result = data * 2

Векторизация операций с NumPy может быть в 50 раз быстрее.

👍 Инструменты профилирования:
Профилирование помогает понять, какие части кода нуждаются в оптимизации. Используйте cProfile и line_profiler для анализа производительности.

Пример:

import cProfile

def heavy_computation():
    return sum([i * i for i in range(1000000)])

cProfile.run('heavy_computation()')

Это поможет найти узкие места и ускорить работу.

Библиотека питониста #буст