Python Enum相等性校验性能为何比字符串慢2.5倍？

Enum是星期、月份等可枚举类型的良好抽象，但测试显示这类类型的相等性校验性能比字符串慢约2.5倍。以下为测试代码及结果，分析性能差异的原因：

测试代码 #

import enum
import timeit

class IntDow(enum.Enum):
    MONDAY=enum.auto()
    TUESDAY=enum.auto()
    WEDNESDAY=enum.auto()
    THURSDAY=enum.auto()
    FRIDAY=enum.auto()
    SATURDAY=enum.auto()
    SUNDAY=enum.auto()
    
class StrDow(str, enum.Enum):
    MONDAY="MONDAY"
    TUESDAY="TUESDAY"
    WEDNESDAY="WEDNESDAY"
    THURSDAY="THURSDAY"
    FRIDAY="FRIDAY"
    SATURDAY="SATURDAY"
    SUNDAY="SUNDAY"
    
int_mon = IntDow["MONDAY"]
int_tue = IntDow["TUESDAY"]
str_mon = StrDow["MONDAY"]
str_tue = StrDow["TUESDAY"]
raw_mon = "MONDAY"
raw_tue = "TUESDAY"

测试结果 #

>>> timeit.timeit(lambda: int_mon == IntDow.MONDAY, number=100000)
0.017555099999299273
>>> timeit.timeit(lambda: int_mon == int_tue, number=100000)
0.00824300000022049
>>> timeit.timeit(lambda: int_mon == IntDow.TUESDAY, number=100000)
0.018771999999444233
>>> timeit.timeit(lambda: str_mon == StrDow.MONDAY, number=100000)
0.01836639999964973
>>> timeit.timeit(lambda: str_mon == StrDow.TUESDAY, number=100000)
0.01744440000038594
>>> timeit.timeit(lambda: str_mon == str_tue, number=100000)
0.007430400000885129
>>> timeit.timeit(lambda: raw_mon == "MONDAY", number=100000)
0.007222599999295198
>>> timeit.timeit(lambda: raw_mon == "TUESDAY", number=100000)
0.00726819999908912
>>> timeit.timeit(lambda: raw_mon == raw_tue, number=100000)
0.007780600000842242

性能差异的原因 #

• Enum的相等性校验逻辑更复杂：Python的Enum类重载了__eq__方法，比较两个Enum实例时，首先会检查对方是否属于同一Enum类，确认类型匹配后才会比较成员的value值。而字符串的相等性校验是底层C实现的直接内存或内容比较，逻辑简单高效。
• 类属性访问的额外开销：当使用IntDow.MONDAY这种形式访问枚举成员时，每次都要通过类的属性查找机制获取实例，这比直接引用已赋值的字符串变量多了一层属性查找的耗时。从测试结果也能验证这一点：直接比较两个已赋值的Enum实例（如int_mon == int_tue）耗时和字符串接近，但比较实例与类成员（如int_mon == IntDow.MONDAY）时耗时明显上升。
• 混合枚举的兼容处理：对于StrDow这种同时继承自str和Enum的混合枚举，其__eq__方法还要处理与普通字符串的兼容比较（比如支持StrDow.MONDAY == "MONDAY"），额外的逻辑分支会进一步增加校验的开销。
• 底层实现层面的差异：字符串是Python的内置基础类型，其核心操作（包括相等性校验）都在C层面实现，执行速度极快；而Enum是用Python代码实现的类（即使有部分优化），其方法调用和逻辑判断都在Python解释器层面执行，天然比内置类型的操作更慢。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Genuine