LeetCode最后一个单词长度问题：为何split()解法比循环计数更快？

LeetCode上的「最后一个单词的长度」问题中，有开发者发现使用split()方法的Python解法，比手动循环计数最后一个单词长度的两种解法运行速度更快，这是为什么？

使用split()的解法 #

class Solution:
    def lengthOfLastWord(self, s: str) -> int:
        for word in s.split(' ')[::-1]:
            if word != '':
                return len(word)

两种循环计数解法 #

解法一 #

class Solution:
    def lengthOfLastWord(self, s: str) -> int:
        firstLetter = len(s) -1
        for i in range(firstLetter, -1, -1):
            if s[i] != ' ':
                firstLetter = i
                break
        for i in range(firstLetter, -1, -1):
            if s[i] == ' ':
                return firstLetter - i
        return firstLetter+1

解法二 #

class Solution:
    def lengthOfLastWord(self, s: str) -> int:
        # 去除末尾空格
        p = len(s) - 1
        while p >= 0 and s[p] == ' ':
            p -= 1

        # 计算最后一个单词的长度
        length = 0
        while p >= 0 and s[p] != ' ':
            p -= 1
            length += 1
        return length

性能差异的核心原因 #

看起来反直觉，但本质是Python内置方法的底层实现是C语言编写的，和我们用Python代码写的循环不在同一执行层级：

• 哪怕s.split(' ')会遍历整个字符串分割成列表，这个过程是在C的原生代码中执行的，单步操作的速度远快于Python解释器逐条处理循环语句。
• 手动写的循环解法，每一次字符判断、变量赋值都要经过Python解释器的字节码解析步骤，哪怕逻辑上只遍历了字符串末尾的一小部分，整体的执行开销也远高于C实现的内置方法。
• 另外，split方法内部针对字符串分割做了大量优化，比如处理连续空格时是批量处理的，比我们手动逐个字符判断的效率高得多。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Vinggui