Python性能分析与优化

Python性能分析与优化是一本Python代码分析与优化指导书籍，由web程序员多格里奥编著。本书首先介绍了什么是性能分析，性能分析如何在项目开发周期中发挥作用，以及通过在项目中进行性能分析实践能够取得的效果。紧接着开始介绍分析性能所需的核心工具（性能分析器和可视化性能分析器）。然后再介绍一系列的性能优化技术，最后在配有一个具有实际意义的优化案例，可以让读者很轻松的了解并掌握书中的知识点和诀窍。

内容介绍

Python性能分析与优化从基本的概念开始讲解，循序渐进地介绍高级的优化主题。首先介绍了Python的主流性能分析器，以及用于帮助理解性能分析结果的可视化工具。然后介绍了通用的性能优化方法和专门针对Python的性能优化方法，带你浏览该语言的主要结构，让你只需做一点改变，即可迅速改善代码的性能。最后还介绍了一些专门用于数据处理的程序库，教你如何正确地使用如何它们来完成更好的操作。

章节目录

第1 章 性能分析基础 1 
1．1　什么是性能分析　1 
1．1．1　基于事件的性能分析　2 
1．1．2　统计式性能分析　4 
1．2　性能分析的重要性　5 
1．3　性能分析可以分析什么　6 
1．3．1　运行时间　6 
1．3．2　瓶颈在哪里　8 
1．4　内存消耗和内存泄漏　8 
1．5　过早优化的风险　11 
1．6　运行时间复杂度　12 
1．6．1　常数时间——O(1)　12 
1．6．2　线性时间——O(n)　12 
1．6．3　对数时间——O(logn)　13 
1．6．4　线性对数时间——O(nlogn)　14 
1．6．5　阶乘时间——O(n!)　15 
1．6．6　平方时间——O(n2)　16 
1．7　性能分析最佳实践　18 
1．7．1　建立回归测试套件　18 
1．7．2　思考代码结构　18 
1．7．3　耐心　18 
1．7．4　尽可能多地收集数据　19 
1．7．5　数据预处理　19 
1．7．6　数据可视化　19 
1．8　小结　21 
第2　章 性能分析器　22 
2．1　认识新朋友：性能分析器　22 
2．2　cProfile　23 
2．2．1　工具的局限　24 
2．2．2　支持的API　24 
2．2．3　Stats 类　27 
2．2．4　性能分析示例　30 
2．3　line_profiler　41 
2．3．1　kernprof　43 
2．3．2　kernprof 注意事项　43 
2．3．3　性能分析示例　45 
2．4　小结　53 
第3　章 可视化——利用GUI 理解性能分析数据　54 
3．1　KCacheGrind/pyprof2calltree　54 
3．1．1　安装　55 
3．1．2　用法　55 
3．1．3　性能分析器示例：TweetStats　57 
3．1．4　性能分析器示例：倒排索引　60 
3．2　RunSnakeRun　64 
3．2．1　安装　65 
3．2．2　使用方法　65 
3．2．3　性能分析示例：最小公倍数　66 
3．2．4　性能分析示例：用倒排索引查询　68 
3．3　小结　75 
第4　章 优化每一个细节　76 
4．1　函数返回值缓存和函数查询表　76 
4．1．1　用列表或链表做查询表　79 
4．1．2　用字典做查询表　80 
4．1．3　二分查找　80 
4．1．4　查询表使用案例　80 
4．2　使用默认参数　84 
4．3　列表综合表达式与生成器　85 
4．4　ctypes　90 
4．4．1　加载自定义ctypes　90 
4．4．2　加载一个系统库　92 
4．5　字符串连接　92 
4．6　其他优化技巧　96 
4．7　小结　98 
第5　章 多线程与多进程　99 
5．1　并行与并发　99 
5．2　多线程　100 
5．3　线程　101 
5．3．1　用thread 模块创建线程　102 
5．3．2　用threading 模块创建线程　106 
5．4　多进程　112 
5．5　小结　117 
第6　章 常用的优化方法　118 
6．1　PyPy　118 
6．1．1　安装PyPy　119 
6．1．2　JIT 编译器　120 
6．1．3　沙盒　121 
6．1．4　JIT 优化　122 
6．1．5　代码示例　124 
6．2　Cython　126 
6．2．1　安装Cython　127 
6．2．2　建立一个Cython 模块　127 
6．2．3　调用C 语言函数　129 
6．2．4　定义类型　130 
6．2．5　定义函数类型　131 
6．2．6　Cython 示例　133 
6．2．7　定义类型的时机选择　134 
6．2．8　限制条件　138 
6．3　如何选择正确的工具　139 
6．3．1　什么时候用Cython　139 
6．3．2　什么时候用PyPy　139 
6．4　小结　140 
第7　章 用Numba、Parakeet 和pandas实现极速数据处理　141 
7．1　Numba　141 
7．1．1　安装　142 
7．1．2　使用Numba　144 
7．2　pandas 工具　151 
7．2．1　安装pandas　151 
7．2．2　用pandas 做数据分析　152 
7．3　Parakeet　155 
7．3．1　安装Parakeet　156 
7．3．2　Parakeet 是如何工作的　156 
7．4　小结　158 
第8　章 付诸实践　159 
8．1　需要解决的问题　159 
8．1．1　从网站上抓取数据　159 
8．1．2　数据预处理　162 
8．2　编写初始代码　162 
8．2．1　分析代码性能　168 
8．2．2　数据分析代码的优化　172 
8．3　小结　178

使用说明

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