Python 中异常处理程序的成本

Question

在另一个问题中，接受的答案建议用 try/ except 块替换 Python 代码中的（非常便宜的）if 语句以提高性能。

抛开编码风格问题不谈，假设永远不会触发异常，那么拥有一个异常处理程序、没有异常处理程序、以及拥有一个与零进行比较的 if 语句，（在性能方面）有多大区别？

Answer 1

为什么不使用

timeit

模块来测量呢？这样您就可以了解它是否与您的应用程序相关。

好的，所以我刚刚尝试了以下操作（在 Windows 11 上使用 Python 3.11.1）：

import timeit

statements=["""\
try:
    b = 10/a
except ZeroDivisionError:
    pass""",
"""\
if a:
    b = 10/a""",
"b = 10/a"]

for a in (1,0):
    for s in statements:
        t = timeit.Timer(stmt=s, setup='a={}'.format(a))
        print("a = {}\n{}".format(a,s))
        print("%.2f usec/pass\n" % (1000000 * t.timeit(number=100000)/100000))

结果：

a = 1
try:
    b = 10/a
except ZeroDivisionError:
    pass
0.06 usec/pass

a = 1
if a:
    b = 10/a
0.05 usec/pass

a = 1
b = 10/a
0.03 usec/pass

a = 0
try:
    b = 10/a
except ZeroDivisionError:
    pass
0.27 usec/pass

a = 0
if a:
    b = 10/a
0.02 usec/pass

a = 0
b = 10/a
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 5, in <module>
  File "C:\Python311\Lib\timeit.py", line 178, in timeit
    timing = self.inner(it, self.timer)
             ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
  File "<timeit-src>", line 6, in inner
ZeroDivisionError: division by zero

如您所见，使用

try/except

子句与显式

if

语句之间没有太大区别，除非触发异常。 （当然，没有任何控制结构是最快的，尽管不是很多，并且如果出现任何问题，程序就会崩溃）。

将此与 2010 年获得的结果进行比较：

a = 1
try:
    b = 10/a
except ZeroDivisionError:
    pass
0.25 usec/pass

a = 1
if a:
    b = 10/a
0.29 usec/pass

a = 1
b = 10/a
0.22 usec/pass

a = 0
try:
    b = 10/a
except ZeroDivisionError:
    pass
0.57 usec/pass

a = 0
if a:
    b = 10/a
0.04 usec/pass

a = 0
b = 10/a
ZeroDivisionError: int division or modulo by zero

我现在使用的电脑速度大约是当时电脑速度的两倍。处理异常的成本看起来是相同的，并且“正常”操作（算术）的改进甚至比控制结构的处理还要多，但多年前的观点仍然成立：

这一切都在同一数量级内，而且无论哪种方式都不太重要。只有当条件确实满足（经常）时，

if

版本才会明显更快。

Answer 2

这个问题实际上在设计和历史常见问题解答中得到了回答：

如果没有引发异常，则 try/ except 块非常高效。 实际上捕获异常是昂贵的。

Answer 3

在 Python 3.11 中，

“Zero-cost” exceptions are implemented. The cost of try statements is almost eliminated when no exception is raised. (Contributed by Mark Shannon in bpo-40222.)

https://docs.python.org/3.11/whatsnew/3.11.html#misc

Answer 4

这个问题具有误导性。如果您假设“从不”触发异常，则两者都不是最佳代码。 如果您假设异常是作为错误条件的一部分触发的，那么您已经超出了想要最佳代码的范围（而且您可能不会以这样的细粒度级别处理它）。

如果您使用异常作为标准控制流的一部分 - 这是Python式的“请求宽恕，而不是许可”方式 - 那么异常将被触发，并且成本取决于异常的类型，异常的类型如果，以及您估计异常发生的时间百分比。

Answer 5

try/catch

在Python中代价昂贵吗？当我使用 try catch 时我应该担心吗？通过什么方式？

这只是已经给出的答案的摘要。

A：当出现异常时

if

要快得多。否则不行。@SuperNova 写道，异常的成本为零，因此它比没有异常时使用 if 语句更快。然而，处理异常的成本很高：

对可能失败的事情使用 try。如果可能的话，避免尝试你知道会失败的事情 示例：

好案例，使用试试：

try:
    x = getdata() # an external function 
except:
    print('failed. Retrying')

不好的情况，这里首选 if-version：

y = f(x) # f never fails but often returns 0
try:
    z = 1 / y # this fails often
except:
    print('failed.')

# if-version
y = f(x)
if y != 0:
    z = 1 / y
else:
    print('failed.')