为什么比较匹配的字符串比比较不匹配的字符串更快？ [复制]

这里有两个测量值：

timeit.timeit('"toto"=="1234"', number=100000000)
1.8320042459999968
timeit.timeit('"toto"=="toto"', number=100000000)
1.4517491540000265

正如您所看到的，比较两个匹配的字符串比比较两个大小相同但不匹配的字符串要快。 这是相当令人不安的：在字符串比较期间，我相信Python正在逐个字符地测试字符串，所以"toto"=="toto"测试时间应该比"toto"=="1234"因为它需要对一项进行四次测试才能进行不匹配的比较。也许比较是基于哈希的，但在这种情况下，两次比较的时间应该相同。

Why?

结合我的评论和@khelwood 的评论：

TL;DR:
在分析两次比较的字节码时，它揭示了'time' and 'time'字符串被分配给同一个对象。因此，预先身份检查（在 C 级）是比较速度提高的原因。

相同对象分配的原因是，作为实施细节，CPython 实习生字符串仅包含“名称字符”（即字母和下划线字符）。这可以实现对象的身份检查。

字节码：

import dis

In [24]: dis.dis("'time'=='time'")
  1           0 LOAD_CONST               0 ('time')  # <-- same object (0)
              2 LOAD_CONST               0 ('time')  # <-- same object (0)
              4 COMPARE_OP               2 (==)
              6 RETURN_VALUE

In [25]: dis.dis("'time'=='1234'")
  1           0 LOAD_CONST               0 ('time')  # <-- different object (0)
              2 LOAD_CONST               1 ('1234')  # <-- different object (1)
              4 COMPARE_OP               2 (==)
              6 RETURN_VALUE

作业时间：

在使用分配进行时间测试时也可以看到“加速”。将两个变量分配（和比较）到同一字符串比将两个变量分配（和比较）到不同字符串要快。底层逻辑正在执行对象比较，进一步支持这一假设。这将在下一节中得到证实。

In [26]: timeit.timeit("x='time'; y='time'; x==y", number=1000000)
Out[26]: 0.0745926329982467

In [27]: timeit.timeit("x='time'; y='1234'; x==y", number=1000000)
Out[27]: 0.10328884399496019

Python源代码：

正如 @mkrieger1 和 @Masklinn 在他们的评论中所提供的，源代码 https://github.com/python/cpython/blob/main/Objects/unicodeobject.c#L11134 for unicodeobject.c首先执行指针比较，如果True，立即返回。

int
_PyUnicode_Equal(PyObject *str1, PyObject *str2)
{
    assert(PyUnicode_CheckExact(str1));
    assert(PyUnicode_CheckExact(str2));
    if (str1 == str2) {                  // <-- Here
        return 1;
    }
    if (PyUnicode_READY(str1) || PyUnicode_READY(str2)) {
        return -1;
    }
    return unicode_compare_eq(str1, str2);
}

附录：

• 参考答案 https://stackoverflow.com/a/47529318/6340496很好地说明了如何读取反汇编的字节码输出。由@Delgan 提供
• 参考答案 https://stackoverflow.com/a/42685254/6340496它很好地描述了 CPython 的字符串驻留。由@ShadowRanger 提供