Python 中异常处理程序的成本

问题描述：

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。

撇开编码风格问题，假设异常从未被触发，那么有一个异常处理程序，与没有异常处理程序，与有一个与零比较的 if 语句相比，在性能方面会有多大区别？

解决方案 1：

为什么不使用timeit模块来测量呢？这样你就能知道它是否与你的应用程序相关。

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

import timeit

statements=["""\ntry:
    b = 10/a
except ZeroDivisionError:
    pass""",
"""\nif 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 = {}
{}".format(a,s))
        print("%.2f usec/pass
" % (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:Python311Lib    imeit.py", line 178, in timeit
    timing = self.inner(it, self.timer)
             ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
  File "<timeit-src>", line 6, in inner
ZeroDivisionError: division by zero

try/except如您所见，除非触发异常，否则使用子句与使用显式语句之间没有太大区别if。（当然，没有任何控制结构是最快的，尽管不是很快，而且如果出现任何问题，它会导致程序崩溃）。

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 PC 似乎比我当时的 PC 快了两倍。处理异常的成本似乎相同，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：

所有这些都在同一数量级内，而且不太可能产生任何影响。只有当条件确实满足（通常）时，if版本才会明显更快。

解决方案 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：

如果没有异常发生，try/except 块是非常高效的。实际上，捕获异常的代价是昂贵的。

解决方案 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

解决方案 4：

这个问题很容易让人误解。如果你假设异常永远不会被触发，那么这两个代码都不是最佳代码。

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（并且您可能不会像那样在细粒度级别上处理它）。

如果你将异常用作标准控制流的一部分 - 这是 Pythonic 的“请求原谅而不是许可”方式 - 那么异常将被触发，并且成本取决于异常的类型、if 的类型以及你估计异常发生的时间百分比。

解决方案 5：

问：try/catch在 Python 中 costly 吗？

使用 try catch 时我应该担心什么？有什么需要担心的吗？

这只是对已给出的答案的总结。

答：有异常时if速度会快很多。否则则不行。

@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。但是，处理异常的成本很高，因此：

对可能失败的事情使用 try。如果可能，避免对你知道会失败的事情使用 try。

例子：

1. 好的例子，使用 try:

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

1. 不好的情况，这里 if-version 是首选：

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.')