Python timeit(): измерение времени выполнения с практическими примерами

Что такое Python timeit()?

Python timeit() — встроенный модуль для измерения времени выполнения небольших фрагментов кода с высокой точностью. По умолчанию он запускает инструкцию один миллион раз и сообщает о самом быстром запуске, что помогает сравнивать производительность разных реализаций.

Синтаксис

timeit.timeit(stmt, setup, timer, number)

Параметры

• stmt — код для замера. По умолчанию pass.
• setup — код, выполняемый один раз перед stmt. По умолчанию pass.
• timer — опциональная функция таймера. Модуль предоставляет подходящий по умолчанию.
• number — сколько раз выполнять stmt. По умолчанию 1 000 000.

Сначала импортируйте модуль:

import timeit

Пример 1 — Замер простого выражения

# Тест базовой арифметической операции

import timeit
print(timeit.timeit("output = 10*5"))

Типичный вывод:

0.06127880399999999

Это показывает время (в секундах), затраченное на самый быстрый из миллиона запусков.

Замер многострочного кода

timeit может обрабатывать многострочный код, разделяя инструкции точками с запятой или передавая тройную кавычку.

Использование точек с запятой

import timeit
print("The time taken is ", timeit.timeit(stmt="a=10;b=10;sum=a+b"))

Вывод:

The time taken is 0.137031482

Использование тройных кавычек

import timeit
import_module = "import random"
testcode = '''
def test():
    return random.randint(10, 100)
'''
print(timeit.repeat(stmt=testcode, setup=import_module))

Вывод:

C:\pythontest>python testtimeit.py
The time taken is 0.182619178

Ключевые методы

• timeit.default_timer() — возвращает текущее время с наилучшим доступным разрешением.
• timeit.repeat(stmt, setup, timer, repeat, number) — запускает timeit() повторно, возвращая список лучших времен для каждого запуска.

Пример 1 — Использование timeit.timeit()

# Тест функции, возвращающей случайное целое
import timeit
import_module = "import random"
testcode = '''
def test():
    return random.randint(10, 100)
'''
print(timeit.timeit(stmt=testcode, setup=import_module))

Вывод:

0.46715912400000004

Пример 2 — Использование default_timer()

# Замер одного вызова функции
import timeit
import random

def test():
    return random.randint(10, 100)

starttime = timeit.default_timer()
print("The start time is :", starttime)
test()
print("The time difference is :", timeit.default_timer() - starttime)

Вывод:

The start time is : 0.220261875
The time difference is : 0.0004737320000000045

Пример 3 — Использование timeit.repeat()

# Запуск теста пять раз и захват лучших времен
import timeit
import_module = "import random"
testcode = '''
def test():
    return random.randint(10, 100)
'''
print(timeit.repeat(stmt=testcode, setup=import_module, repeat=5))

Вывод:

[0.43638873, 0.5040939680000001, 0.5069179909999999, 0.3943449330000002, 0.3546886979999999]

Каждая запись — лучшее время для одной итерации из 1 000 000 запусков.

Использование из командной строки

Можно вызвать timeit прямо из оболочки:

python -m timeit [-n N] [-r N] [-s S] [-t] [-c] [-h] [code statement ...]

• -n N — число циклов для инструкции.
• -r N — сколько раз повторять весь процесс замера.
• -s S — код настройки, выполняемый один раз перед замером.
• -t — использовать time.time() как таймер.
• -c — использовать time.clock() как таймер.
• -h — показать справку.

Пример

C:\pythontest>python -m timeit -s 'text="hello world"' 20000000 loops, best of 5: 13.1 nsec per loop

Другой удобный способ — вызвать timeit из REPL:

import timeit
print("The time taken is ", timeit.timeit(stmt="a=10;b=10;sum=a+b"))

Вывод:

The time taken is 0.15048536300000137

Почему timeit() — лучший инструмент для замера Python-кода

• Он запускает инструкцию много раз (по умолчанию 1 000 000) и возвращает самый быстрый запуск, давая надёжную оценку.
• Сборка мусора отключена во время замера, предотвращая искажение результатов.
• Он автоматически выбирает самый точный таймер для вашей ОС (например, time.clock() на Windows, time.time() на macOS/Linux).

Резюме

Модуль timeit необходим для бенчмаркинга коротких Python-фрагментов. Его параметры просты:

• stmt — код для замера.
• setup — разовый код настройки.
• timer — опциональная функция таймера.
• number — сколько раз запускать stmt.

Обязательно используйте timeit для точных, воспроизводимых измерений.