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Python:用迭代器和生成器降低程序内存占用率

2017-01-12 09:54 190 查看
情况描述:用一个30行代码的python文件,处理300M的数据,用到的数据结构有:pandas.DataFrame(), list, dict,二重循环,处理完一次写入磁盘。

问题:内存占用率97%-99%,大约1.5G内存,执行时间超过12h。有什么办法可以降低python内存占用率,缩短执行时间吗?

建议一:用xrange生成器,替代range列表

因为rang是list,python在执行时会直接划一块内存来使用,而xrange是采用生成器 一个一个的执行。修改之后每个进程的占用内存数稳定在5M左右。内存占用降低的很明显。

range和xrange区别:(1) 类型不同,xrange是<type 'xrange'>  (2) range返回包含所有元素的列表,xrange返回的是一个生成器,元素逐个被创建 (3) xrange不支持列表切片,进行多次next()迭代,每次都会从头开始。

建议二:多用迭代器,for elem in XXX

迭代器是一个实现了迭代器协议的对象,Python中的迭代器协议就是有next方法的对象会前进到下一结果,而在一系列结果的末尾是,则会引发StopIteration。迭代工具内部会在每次迭代时调用next方法,并且捕捉StopIteration异常来确定何时离开。

在Python中,for循环可以用于Python中的任何类型,包括列表、元祖等等,实际上,for循环可用于任何“可迭代对象”,这其实就是迭代器。

使用迭代器一个显而易见的好处就是:每次只从对象中读取一条数据,不会造成内存的过大开销。

案例:比如要逐行读取一个文件的内容,利用readlines()方法,我们可以这么写:

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for line in open("test.txt").readlines():
print line

这样虽然可以工作,但不是最好的方法。因为他实际上是把文件一次加载到内存中,然后逐行打印。当文件很大时,这个方法的内存开销就很大了。利用file的迭代器,我们可以这样写:

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for line in open("test.txt"):   #use file iterators
print line

这是最简单也是运行速度最快的写法,他并没显式的读取文件,而是利用迭代器每次读取下一行。

建议三:多用生成器yeild

yield 的作用就是把一个函数变成一个 generator。

函数在每次for循环中调用一次,执行到yeild返回迭代值。

函数状态会保存在本地变量中,直到下次被调用。

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def fab(max):
a,b = 0,1
while a < max:
yield a
a, b = b, a+b
 
>>> for i in fab(20):
...     print i,",",
...
0 , 1 , 1 , 2 , 3 , 5 , 8 , 13 ,

调用 fab(5) 不会执行 fab 函数,而是返回一个 iterable 对象!在 for 循环执行时,每次循环都会执行 fab 函数内部的代码,执行到 yield a 时,fab 函数就返回一个迭代值,下次迭代时,代码从 yield b 的下一条语句继续执行,而函数的本地变量看起来和上次中断执行前是完全一样的,于是函数继续执行,直到再次遇到 yield。

更具体案例:http://www.ibm.com/developerworks/cn/opensource/os-cn-python-yield/
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