Python中計時程序運行時間的幾種常用方法

更新時間：2025年04月18日 10:16:39 作者：NameError_sfj

這篇文章主要介紹了Python中計時程序運行時間的幾種常用方法,分別是一般方法、基于上下文管理器和基于裝飾器,每種方法都有其適用場景和優(yōu)缺點,文中通過代碼介紹的非常詳細,需要的朋友可以參考下

前言

在實際工作中，我們常常需要知道程序的實際運行時間（wall-clock time, real time）。本文就介紹了幾種在Python中計時程序運行耗時的方法。

1. 一般方法

最為常見的方法，就是在代碼的開頭和結(jié)尾分別獲取時間戳，然后兩者之差便是程序運行時間。

import time

def do_something(nsec=0):
	if isinstance(nsec, (int, float)):
		time.sleep(nsec)  # 模擬程序運行耗時

if __name__ == "__main__":
	start_time	= time.perf_counter()  # 記錄開始時間戳
	do_something(3)
	do_something(1)
	do_something(0.5)
	end_time = time.perf_counter()  # 記錄結(jié)束時間戳
	print(f"耗時 {end_time - start_time:.3f} s")

這是最簡單直接的方法，但問題是當需要計時的部分很多的時候，會導致大量的重復代碼。

2. 基于上下文管理器

相比之下，使用Python的上下文管理器（context manager）是更加優(yōu)雅，復用性更好的解決方案。Python的上下文管理器機制是用來更加方便地管理如文件、數(shù)據(jù)庫連接、鎖等資源的，確保在使用結(jié)束后恰當?shù)仃P閉及釋放資源，以避免造成泄露。
然而，上下文管理器的用途不僅限于資源的管理，其適合于所有的代碼開始和結(jié)束的成對操作，就比如計時程序的運行時間。

import time 

class Timer:
	"""
	按照 xxh xxm xxs格式計時程序運行時間的計時上下文管理器
	"""
	def __init__(self, code_part):
		self._part = code_part
		
	def __enter__(self):
		self._enter_time = time.perf_counter()
		
	def __exit__(self, *exc_args):  # 不做異常處理，因此將異常相關的參數(shù)打包
		time_span = time.perf_counter() - self._enter_time
		hours, seconds = divmod(time_span, 3600)
		minutes, seconds = divmod(seconds, 60) 
		print(f"{self._part}耗時 {int(hours)}h {int(minutes)}m {seconds:.2f}s")

def do_something(nsec=0):
	if isinstance(nsec, (int, float)):
		time.sleep(nsec)  # 模擬程序運行耗時

if __name__ == "__main__":
	with Timer("Main"):
		with Timer("Part1"):
			do_something(0.3)
		with Timer("Part2"), open("demo_file.txt", "wt") as f:
			f.write("Hello, World\n")
			do_something(2)
		do_something(1)

3. 基于裝飾器

使用Python的裝飾器特性，可以十分方便地在函數(shù)水平添加計時器，計時單個函數(shù)的運行時間。

import time
from functools import wraps

def timer(func):
	@wraps(func)
	def inner(*args, **kwargs):
		start_time = time.perf_counter()
		retval = func(*args, **kwargs)
		time_span = time.perf_counter() - start_time
		hours, seconds = divmod(time_span, 3600)
		minutes, seconds = divmod(seconds, 60) 
		print(f"{func.__name__}耗時 {int(hours)}h {int(minutes)}m {seconds:.2f}s")
		return retval
	return inner

@timer
def do_something(nsec=0):
	if isinstance(nsec, (int, float)):
		time.sleep(nsec)  # 模擬程序運行耗時

@timer
def main():
	do_something(1)
	time.sleep(0.5)

if __name__ == "__main__":
	main()