我的 Python 程序太慢了。因此，我对其进行了分析，发现大部分时间都花在了一个计算两点之间距离的函数上（一个点是 3 个 Python 浮点数的列表）：
def get_dist(pt0, pt1):
val = 0
for i in range(3):
val += (pt0[i] - pt1[i]) ** 2
val = math.sqrt(val)
return val
为了分析这个函数为什么这么慢，我编写了两个测试程序：一个用 Python 编写，一个用 C++ 编写，它们执行类似的计算。他们计算 100 万对点之间的距离。（下面是 Python 和 C++ 中的测试代码。）
Python 计算需要 2 秒，而 C++ 需要 0.02 秒。相差100倍！
对于如此简单的数学计算，为什么 Python 代码比 C++ 代码慢得多？如何加快速度以匹配 C++ 性能？
用于测试的 Python 代码：
import math, random, time
num = 1000000
# Generate random points and numbers
pt_list = []
rand_list = []
for i in range(num):
pt = []
for j in range(3):
pt.append(random.random())
pt_list.append(pt)
rand_list.append(random.randint(0, num - 1))
# Compute
beg_time = time.clock()
dist = 0
for i in range(num):
pt0 = pt_list[i]
ri = rand_list[i]
pt1 = pt_list[ri]
val = 0
for j in range(3):
val += (pt0[j] - pt1[j]) ** 2
val = math.sqrt(val)
dist += val
end_time = time.clock()
elap_time = (end_time - beg_time)
print elap_time
print dist
用于测试的 C++ 代码：
#include <cstdlib>
#include <iostream>
#include <ctime>
#include <cmath>
struct Point
{
double v[3];
};
int num = 1000000;
int main()
{
// Allocate memory
Point** pt_list = new Point*[num];
int* rand_list = new int[num];
// Generate random points and numbers
for ( int i = 0; i < num; ++i )
{
Point* pt = new Point;
for ( int j = 0; j < 3; ++j )
{
const double r = (double) rand() / (double) RAND_MAX;
pt->v[j] = r;
}
pt_list[i] = pt;
rand_list[i] = rand() % num;
}
// Compute
clock_t beg_time = clock();
double dist = 0;
for ( int i = 0; i < num; ++i )
{
const Point* pt0 = pt_list[i];
int r = rand_list[i];
const Point* pt1 = pt_list[r];
double val = 0;
for ( int j = 0; j < 3; ++j )
{
const double d = pt0->v[j] - pt1->v[j];
val += ( d * d );
}
val = sqrt(val);
dist += val;
}
clock_t end_time = clock();
double sec_time = (end_time - beg_time) / (double) CLOCKS_PER_SEC;
std::cout << sec_time << std::endl;
std::cout << dist << std::endl;
return 0;
}