🔥 Как ускорить Python-код в 10 раз?

Сегодня покажу вам мощный инструмент для оптимизации кода - Numba. Это библиотека, которая позволяет компилировать Python-функции в машинный код, используя JIT-компилятор.

🚀 Как это работает?

Numba использует LLVM для компиляции кода во время выполнения, превращая Python в код, близкий по скорости к C.

Пример

Допустим, у нас есть функция, вычисляющая сумму квадратов чисел:

import numpy as np
import time

def sum_of_squares(n):
    result = 0
    for i in range(n):
        result += i ** 2
    return result

n = 10**7
start = time.time()
sum_of_squares(n)
print("Обычный Python:", time.time() - start)

Теперь ускорим её с помощью Numba:

from numba import jit

@jit(nopython=True)
def sum_of_squares_numba(n):
    result = 0
    for i in range(n):
        result += i ** 2
    return result

start = time.time()
sum_of_squares_numba(n)
print("С Numba:", time.time() - start)

📊 Результат:

✅ Код на чистом Python выполняется ~5-10 раз медленнее, чем с Numba.
✅ Numba особенно полезна для математических вычислений и обработки массивов.
✅ Простая аннотация @jit(nopython=True) уже даёт мощный прирост скорости!

Где применять?

✔ Численные расчёты
✔ Обработку данных
✔ Алгоритмы машинного обучения

Попробуйте Numba и напишите в комментариях, удалось ли вам ускорить свой код!

📲 Мы в MAX

👉@BookPython

🚀 5 крутых Python-фишек, о которых знают не все

Python — мощный и удобный язык, но даже опытные разработчики иногда не знают всех его возможностей. Сегодня я покажу пять полезных трюков, которые могут упростить вашу работу.


1. Используем else в for и while
Многие не знают, что в Python циклы for и while могут иметь блок else. Он выполняется, если цикл не был прерван через break.

✅ Пример:

numbers = [1, 3, 5, 7]

for num in numbers:
    if num % 2 == 0:
        print("Есть чётное число!")
        break
else:
    print("Чётных чисел нет.")

🔹 Если в списке нет чётных чисел, сработает else.



2. "Распаковка" переменных
В Python можно присваивать сразу несколько значений одной строкой.

✅ Пример:

a, b, c = 1, 2, 3
print(a, b, c)  # 1 2 3

Можно менять местами значения без временной переменной:

x, y = 5, 10
x, y = y, x
print(x, y)  # 10 5

3. Используем _ в больших числах
Чтобы числа легче читались, можно разделять разряды _.

✅ Пример:

big_number = 1_000_000_000
print(big_number)  # 1000000000

Это просто синтаксический сахар, Python игнорирует _ при вычислениях.



4. Получаем значение из словаря с запасным вариантом
Вместо if key in dict можно использовать .get(), чтобы избежать KeyError.

✅ Пример:

user_data = {"name": "Alice"}

age = user_data.get("age", 18)  # Если ключа "age" нет, вернётся 18
print(age)  # 18

5. "Распаковка" списка в аргументы функции
Оператор * позволяет передавать элементы списка в функцию как отдельные аргументы.

✅ Пример:

def greet(name, age):
    print(f"Привет, {name}! Тебе {age} лет.")

user_info = ["Иван", 25]
greet(*user_info)  # Привет, Иван! Тебе 25 лет.

То же работает со словарями через **:

user_dict = {"name": "Ольга", "age": 30}
greet(**user_dict)

Эти фишки делают код лаконичнее и понятнее.

📲 Мы в MAX

👉@BookPython

Как быстро очистить список в Python?

Сегодня я покажу вам несколько способов очистки списка в Python и расскажу, какой вариант лучше в зависимости от ситуации.

1️⃣ Присвоение пустого списка

lst = [1, 2, 3, 4, 5]
lst = []

Этот способ создаёт новый пустой список, но старая ссылка остаётся в памяти, если на неё есть другие ссылки.

2️⃣ Использование .clear()

lst = [1, 2, 3, 4, 5]
lst.clear()

Метод .clear() очищает список на месте, не создавая новый объект. Это предпочтительный способ, если список используется в нескольких местах.

3️⃣ Использование del

lst = [1, 2, 3, 4, 5]
del lst[:]

Работает аналогично .clear(), но выглядит чуть менее очевидно.

4️⃣ Удаление списка полностью

lst = [1, 2, 3, 4, 5]
del lst

Этот вариант полностью удаляет переменную lst. Если потом попробовать к ней обратиться, будет ошибка NameError.

🔹 Какой способ лучше?
• Если нужно просто очистить список, используйте .clear().
• Если хотите заменить его новым объектом - lst = [].
• del lst[:] – редкий вариант, но возможен.
• del lst подходит, если список больше не нужен в программе.

Какой вариант используете вы? Пишите в комментариях!

📲 Мы в MAX

👉@BookPython

Чтобы объект можно было использовать в качестве ключа словаря, он должен быть хешируемым. Хешируемые объекты поддерживают метод __hash__, который возвращает целое число. Для получения хеша значения используется встроенная функция hash.

Встроенные типы, которые являются неизменяемыми, по умолчанию хешируемы. Все пользовательские объекты тоже хешируемы, но есть нюанс. Если вы определяете метод __eq__ для своего типа, то вы также должны определить __hash__ таким образом, чтобы hash(a) == hash(b) для всех a и b, которые считаются равными. Нарушение этого правила может привести к некорректной работе словаря:

class A:
    def __init__(self, x):
        self.x = x
        
    def __hash__(self):
        return random.randrange(10000)
    
    def __eq__(self, other):
        return self.x == other.x

d = {}
d[A(2)] = 2
d.get(A(2), 0)
# Вывод: 0

Обратите внимание: как только вы определяете __eq__ в классе, реализация __hash__ по умолчанию удаляется, так как она больше не подходит (по умолчанию все значения считаются неравными).

📲 Мы в MAX

👉@BookPython

Python поддерживает цепочные присваивания со следующим синтаксисом:

a = b = c = 42

Выглядит как цепочка присваиваний в C, но работает совершенно иначе. В C результат одного присваивания используется в следующем:

a = (b = (c = 42))

В Python всё не так. Операция присваивания не возвращает результат — это оператор, а не выражение. Вместо этого происходит несколько присваиваний слева направо:

  2           0 LOAD_CONST       1 (42)
              2 DUP_TOP
              4 STORE_FAST       0 (a)
              6 DUP_TOP
              8 STORE_FAST       1 (b)
             10 STORE_FAST       2 (c)

📲 Мы в MAX

👉@BookPython

Как отлаживать Python-код, не выходя из редактора - с помощью встроенного модуля pdb.

🔍 Быстрая отладка с pdb

Часто, когда код не работает как надо, мы начинаем закидывать print()-ами. Но это неудобно, медленно и мусорит код. Вместо этого вставь в нужное место строчку:

import pdb; pdb.set_trace()

Когда выполнение дойдет до этой строки, ты попадешь в интерактивную консоль отладчика прямо в терминале. Дальше можно:

- n (next) — перейти к следующей строке;
- s (step) — зайти внутрь функции;
- c (continue) — продолжить выполнение;
- l (list) — показать текущий контекст;
- p var — вывести значение переменной var.

💡 Пример

def calc(a, b):
    import pdb; pdb.set_trace()
    result = a + b
    return result

calc(2, 3)

На строке с pdb.set_trace() ты остановишься и сможешь изучить, что происходит внутри.

Зачем это нужно?

- Понять, почему что-то идет не так.
- Посмотреть, какие значения у переменных прямо в момент ошибки.
- Быстро отладить без запуска IDE - удобно в Docker, SSH или при работе с cron.

Попробуй - один раз освоишь, и уже не захочешь возвращаться к print().


📲 Мы в MAX

👉@BookPython

Обработка исключений в асинхронных программах может быть непростой задачей.

В asyncio, если корутина выбрасывает исключение, оно передаётся в тот код, который ожидает соответствующий future. Если await вызывается в нескольких местах, то каждое из них получит это исключение (так как оно сохраняется внутри объекта исключения). Следующий код напечатает сообщение об ошибке пять раз:

import asyncio

async def error():
    await asyncio.sleep(1)
    raise ValueError()

async def waiter(task):
    try:
        await task
    except ValueError:
        print('error')
    else:
        print('OK')

async def main():
    task = asyncio.get_event_loop().create_task(error())

    for _ in range(5):
        asyncio.get_event_loop().create_task(waiter(task))

    await asyncio.sleep(2)

loop = asyncio.get_event_loop()
loop.run_until_complete(main())

Если исключение выброшено, но задача (task) ни разу не была ожидаема (awaited), исключение будет потеряно. В таком случае при уничтожении задачи вы получите предупреждение: “Task exception was never retrieved”.

Когда вы используете await asyncio.gather(tasks) и одна из задач выбрасывает исключение, оно передаётся наружу. Однако если несколько задач выбросят исключения, вы получите только первое, остальные будут проигнорированы:

import asyncio

async def error(i):
    await asyncio.sleep(1)
    raise ValueError(i)

async def main():
    try:
        await asyncio.gather(
            error(1),
            error(2),
            error(3),
        )
    except ValueError as e:
        print(e)

loop = asyncio.get_event_loop()
loop.run_until_complete(main())

Вы можете использовать gather с параметром return_exceptions=True, чтобы получать исключения как обычные значения. Следующий код напечатает: [42, ValueError(2,), ValueError(3,)]

import asyncio

async def error(i):
    await asyncio.sleep(1)
    if i > 1:
        raise ValueError(i)
    return 42

async def main():
    results = await asyncio.gather(
        error(1),
        error(2),
        error(3),
        return_exceptions=True,
    )

    print(results)

loop = asyncio.get_event_loop()
loop.run_until_complete(main())

📲 Мы в MAX

👉@BookPython

В Python очень короткий список встроенных констант. Одна из них — Ellipsis, которую также можно записать как .... Эта константа не имеет особого значения для интерпретатора, но используется в местах, где такой синтаксис выглядит уместно.

Библиотека NumPy поддерживает Ellipsis в качестве аргумента __getitem__, например: x[...] возвращает все элементы массива x.

PEP 484 придаёт Ellipsis дополнительное значение: Callable[..., type] — это способ определить тип вызываемых объектов без указания типов аргументов.

Наконец, ... можно использовать, чтобы обозначить, что функция ещё не реализована. Это абсолютно валидный код на Python:

def x():
    ...

📲 Мы в MAX

👉@BookPython

Чтобы сохранить любую информацию в памяти или на устройстве хранения, её необходимо представить в виде байтов. Python, как правило, предоставляет уровень абстракции, при котором вы оперируете непосредственно данными, а не их байтовым представлением.

Тем не менее, когда вы, скажем, записываете строку в файл, вы работаете с физической структурой данных. Чтобы поместить символы в файл, их нужно преобразовать в байты — это называется кодированием. Когда вы получаете байты из файла, скорее всего, вы захотите превратить их в осмысленные символы — это называется декодированием.

Существует сотни методов кодирования. Самый популярный — вероятно, Unicode, но он сам по себе не может преобразовывать данные в байты. В смысле байтового представления Unicode вообще не является кодировкой. Unicode определяет соответствие между символами и их числовыми кодами. Например, 🐍 имеет код 128013.

Но чтобы записать числа в файл, нужна настоящая кодировка. Unicode обычно используется вместе с utf-8, которая (в большинстве случаев) является стандартной в Python. При чтении из файла Python автоматически декодирует utf-8. Вы можете выбрать любую другую кодировку с помощью параметра encoding= функции open, либо читать «сырые» байты, добавив b к режиму открытия файла.

📲 Мы в MAX

👉@BookPython

Если вы создаёте новые объекты внутри метода __init__, возможно, будет лучше передавать их как аргументы и использовать фабричный метод. Это позволяет разделить бизнес-логику и технические детали создания объектов.

В этом примере __init__ принимает host и port для создания подключения к базе данных:

class Query:
    def __init__(self, host, port):
        self._connection = Connection(host, port)

Возможный рефакторинг:

class Query:
    def __init__(self, connection):
        self._connection = connection
        
    @classmethod
    def create(cls, host, port):
        return cls(Connection(host, port))

Такой подход имеет как минимум следующие преимущества:

• Упрощает внедрение зависимостей. В тестах можно использовать Query(FakeConnection()).
• Класс может иметь столько фабричных методов, сколько нужно; подключение может создаваться не только по host и port, но и путём клонирования другого подключения, чтения конфигурационного файла или объекта, использования значения по умолчанию и т.д.
• Такие фабричные методы можно сделать асинхронными; это невозможно для __init__.

📲 Мы в MAX

👉@BookPython

🚀 Подборка полезных IT каналов в Max


Системное администрирование, DevOps 📌

https://max.ru/i_odmin Все для системного администратора
https://max.ru/bash_srv Bash Советы
https://max.ru/sysadminof Книги для админов, полезные материалы
https://max.ru/i_odmin_book Библиотека Системного Администратора
https://max.ru/i_devops DevOps: Пишем о Docker, Kubernetes и др.
https://max.ru/tipsysdmin Типичный Сисадмин
https://max.ru/channel_win_sysadmin Системный Администратор Windows
https://max.ru/channel_linux_admin Linux: Системный администратор
https://max.ru/channel_linuxmod Linux
https://max.ru/channel_i_linux Системный администратор
https://max.ru/channel_devopslib DevOps, SRE, Sysadmin
https://max.ru/channel_devops_star DevOps Star (Звезда Девопса)

Excel лайфхак 📌
https://t.me/Excel_lifehack Excel лайфхак

Английский с нуля 🇬🇧
https://max.ru/UchuEnglish

1C разработка 📌
https://max.ru/odin1c_rus Cтатьи, курсы, советы, шаблоны кода 1С
https://max.ru/channel_DevLab1C 1С:Предприятие 8

Программирование C++📌
https://max.ru/cpp_lib Библиотека C/C++ разработчика
https://max.ru/channel_cpp_geek C++ geek

Программирование Go📌
https://max.ru/golang_lib Библиотека Go (Golang) разработчика

Программирование React📌
https://max.ru/react_lib React

Программирование Rust📌
https://max.ru/channel_rust_lib

Программирование Python 📌
https://max.ru/python_of Python академия.
https://max.ru/BookPython Библиотека Python разработчика

Java разработка 📌
https://max.ru/bookjava Библиотека Java разработчика
https://max.ru/channel_java_geek Java Geek

GitHub Сообщество 📌
https://max.ru/githublib Интересное из GitHub

Базы данных (Data Base) 📌
https://max.ru/database_info Все про базы данных

Фронтенд разработка 📌
https://max.ru/frontend_1 Подборки для frontend разработчиков

Библиотеки 📌
https://max.ru/programmist_of Книги по программированию
https://max.ru/proglb Библиотека программиста
https://max.ru/bfbook Книги для программистов

Программирование 📌
https://max.ru/bookflow Лекции, видеоуроки, доклады с IT конференций
https://max.ru/itmozg Программисты, дизайнеры, новости из мира IT
https://max.ru/php_lib Библиотека PHP программиста 👨🏼‍💻👩‍💻

Шутки программистов 📌
https://max.ru/itumor Шутки программистов

Защита, взлом, безопасность 📌
https://max.ru/thehaking Канал о кибербезопасности
https://max.ru/xakkep_1 Хакер Free

Книги, статьи для дизайнеров 📌
https://max.ru/odesigners Статьи, книги для дизайнеров

Математика 📌
https://max.ru/Pomatematike Канал по математике
https://max.ru/phismat_1 Обучающие видео, книги по Физике и Математике

Вакансии в IT📌
https://max.ru/progjob
https://max.ru/channel_rabotait

Мир технологий 📌
https://max.ru/mir_teh Канал для любознательных

Городские📌
https://max.ru/piterspb_78 Свежие новости Санкт-Петербурга
https://max.ru/mockva_life Свежие новости Москвы
https://max.ru/piterspb Питер Новости: Санкт-Петербург / СПБ / ДТП
https://max.ru/channel_krasnodar_novosty Краснодар Новости
https://max.ru/channel_novosibirsk_novosti Новосибирск
https://max.ru/channel_samara_novosti Новости Самары
https://max.ru/channel_ekaterinburg_novosti Новости Екатеринбурга
https://max.ru/channel_kazan_novosti Новости Казани
https://max.ru/channel_omsk_novosti Новости Омска
https://max.ru/channel_moskva_24 Москва 24

Обычно вы взаимодействуете с генератором, запрашивая данные с помощью next(gen). В Python 3 вы также можете отправлять значения обратно в генератор с помощью g.send(x). Но существует техника, которой вы, вероятно, не пользуетесь каждый день, а возможно, и вовсе не знаете: выбрасывание исключений внутри генератора.

С помощью gen.throw(e) можно выбросить исключение в той точке, где генератор gen приостановлен — то есть на инструкции yield. Если генератор обрабатывает это исключение, gen.throw(e) возвращает следующее значение, полученное через yield (или выбрасывает StopIteration, если генератор завершён). Если генератор не перехватывает исключение, оно пробрасывается обратно к вызывающему коду.

def gen():
    try:
        yield 1
    except ValueError:
        yield 2

g = gen()

next(g)
# Out: 1

g.throw(ValueError)
# Out: 2

g.throw(RuntimeError('TEST'))
# RuntimeError: TEST

Эта техника позволяет более точно управлять поведением генератора — не только передавать данные внутрь, но и, например, сообщать о проблемах со значениями, полученными через yield. Однако такие случаи бывают редко, и встретить g.throw в дикой природе почти невозможно.

Тем не менее, декоратор @contextmanager из модуля contextlib использует именно такую технику, позволяя коду внутри контекста перехватывать исключения.

from contextlib import contextmanager

@contextmanager
def atomic():
    print('BEGIN')

    try:
        yield
    except Exception:
        print('ROLLBACK')
    else:
        print('COMMIT')

with atomic():
    print('ERROR')
    raise RuntimeError()

BEGIN  
ERROR  
ROLLBACK

📲 Мы в MAX

👉@BookPython