在Python中,functools
模块提供了一个非常有用的装饰器lru_cache()
,它实现了最近最少使用(Least Recently Used, LRU)缓存策略。当函数被调用时,其结果会被缓存起来,以便在后续相同的函数调用时直接返回缓存的结果,而不是重新计算。这可以显著提高性能,特别是当函数计算成本较高或函数调用非常频繁时。
技术名称
- 装饰器(Decorators):Python中的装饰器是一种高级功能,允许你在不修改函数或方法源代码的情况下,给它们添加额外的功能。
- LRU缓存(LRU Cache):最近最少使用缓存策略,它淘汰最长时间未被使用的数据。
Python代码示例
下面是一个使用functools.lru_cache()
的示例:
import functools
import time
@functools.lru_cache(maxsize=128) # 缓存最多128个结果
def fibonacci(n):
"""计算斐波那契数列的第n项"""
if n < 2:
return n
return fibonacci(n-1) + fibonacci(n-2)
# 第一次调用,计算fibonacci(10),并将结果缓存
start_time = time.time()
print(fibonacci(10)) # 输出斐波那契数列的第10项
print(f"计算时间: {time.time() - start_time:.6f}秒")
# 第二次调用,直接从缓存中获取fibonacci(10)的结果,不进行计算
start_time = time.time()
print(fibonacci(10)) # 再次输出斐波那契数列的第10项
print(f"缓存获取时间: {time.time() - start_time:.6f}秒")
# 清除缓存(可选)
fibonacci.cache_clear()
# 你可以通过fibonacci.cache_info()查看缓存的详细信息
print(fibonacci.cache_info())
注意:由于斐波那契数列的计算是递归的,并且对于较大的n
值,计算成本会非常高。使用lru_cache()
可以显著提高性能,因为它避免了重复计算相同的结果。在上面的示例中,你可以看到第二次调用fibonacci(10)
时几乎不花费时间,因为结果直接从缓存中获取。