python - 代码重复和性能之间的权衡

Question

Python 作为一种动态语言，提供了多种方法来实现相同的功能。这些选项在可读性、可维护性和性能方面可能有所不同。尽管我通常用 Python 编写的脚本是一次性的，但我现在有一个我正在从事的(学术)项目必须是可读的、可维护的并且性能相当好。由于我之前没有用 Python 进行过任何认真的编码，包括任何类型的分析，所以我需要帮助来决定上面提到的三个因素之间的平衡。

这是我正在处理的科学包中的一个模块的代码片段。它是一个具有非常基本骨架结构的 n 叉树类。这是在考虑继承和子类的情况下编写的。

注意:在下面的代码中，树与节点相同。每棵树都是同一类 Tree 的实例。

class Tree(object):

    def __init__(self, parent=None, value=None):
        self.parent = parent
        self.value = value
        self.children = set()

下面的两个函数属于此类(以及许多其他函数)

    def isexternal(self):
        """Return True if this is an external tree."""
        return not bool(self.children)

    def isleaf(self):
        """Return True if this is a leaf tree."""
        return not bool(self.children)

这两个函数做着完全相同的事情——它们只是两个不同的名称。那么，为什么不将其更改为:

    def isleaf(self):
        """Return True of this is a leaf tree."""
        return self.isexternal()

我的疑问是这些:

我读到 Python 中的函数调用相当昂贵(为每次调用创建新堆栈)，但我不知道如果一个函数依赖于另一个函数是好事还是坏事。它将如何影响可维护性。这在我的代码中多次发生，我从另一个方法调用一个方法以避免代码重复。这样做是不好的做法吗？

这是同一类中此代码重复场景的另一个示例:

def isancestor(self, tree):
    """Return True if this tree is an ancestor of the specified tree."""
    return tree.parent is self or (not tree.isroot() 
        and self.isancestor(tree.parent))

def isdescendant(self, tree):
    """Return True if this tree is a descendant of the specified tree."""
    return self.parent is tree or (not self.isroot() 
        and self.parent.isdescendant(tree))

我可以改为:

def isdescendant(self, tree):
    """Return True if this tree is a descendant of the specified tree."""
    return tree.isancestor(self)

Answer 1

非常从广义上讲，有两种类型的优化:宏观优化和微观优化。宏观优化包括您选择的算法、决定不同的数据结构等。 会对性能产生重大影响的事情，如果您改变主意，通常会对您的代码库产生巨大的链式 react 。从具有线性 O(n) 的数据结构切换到具有常量 O(1) 插入的数据结构可能是一个巨大的胜利，并且非常值得为此付出代价。添加缓存可能会将慢狗算法变成快如闪电的算法。

微优化是诸如省略或内联函数调用、删除或添加变量、为非常短的窗口缓存计算结果、展开循环等。通常，您应该忘记这些类型的优化和重点关于代码的可读性和可维护性。微优化的效果太小，不值得。

分析代码后，您应该只考虑这些类型的更改。如果您可以确定一个可以从这种优化中受益的关键循环，并且您的分析确认它会，并且您进行更改并验证改进与另一轮分析的工作 - 然后 你应该微优化。

但在那之前，不要为小事担心。

def isdescendant(self, tree):
    """Return True if this tree is a descendant of the specified tree."""
    return tree.isancestor(self)

我绝对会推荐这种类型的代码重用。它清楚地表明 isdescendant 是 isancestor 的倒数。它确保两个函数以相同的方式工作，因此您不会无意中在一个函数中引入错误，而在另一个函数中引入错误。

def isleaf(self):
    """Return True of this is a leaf tree."""
    return self.isexternal()

在这里我会问自己 isleaf 和 isexternal 在概念上是否相同。忽略它们的实现方式相同，它们在逻辑上是否相同？如果是这样，我会让一个人调用另一个人。如果只是碰巧他们有相同的实现，我可能会复制代码。您能想象这样一种场景，您想要更改一个功能而不是另一个吗？这将指向重复。