不知道有沒有注意過，
Python 裡面有 ** operator 可以做指數運算，
而 math.pow 也可以做指數運算，
到底差在哪裡？
甚至有時候 ** operator 會比較快，為什麼？
主要的差別在於 math.pow 會把傳入的兩個參數都先轉成 float ，
可以保證回傳的一定是 float ，
** 則不一定 (甚至可以做虛數次方的運算)。
另外一個點是 ** 的行為可以根據 __pow__ 和 __rpow__ 來改變，
而 math.pow 則不會，
如果不想使用到 __pow__ 或 __rpow__ 的東西的話，
可以指定使用 math.pow 。
寫一段小程式測試：
from dis import dis
from timeit import timeit
operations = ( ('2 ** 42', ''),
('pow(2, 42)', ''),
('math.pow(2, 42)', 'import math'),
('2 ** i', 'i = 42'),
('pow(2, i)', 'i = 42'),
('math.pow(2, i)', 'import math; i = 42'),
('i ** j', 'i, j = 2, 42'),
('pow(i, j)', 'i, j = 2, 42'),
('math.pow(i, j)', 'import math; i, j = 2, 42'), )
result = []
for operation in operations:
expr, setup = operation
time = timeit(expr, setup=setup)
result.append('{:16}: {:<21} s'.format(expr, time))
print('\n'.join(result))
for operation in operations:
expr, _ = operation
print('\n{} :\n'.format(expr))
dis(expr)Python 3.4 :
2 ** 42 : 0.02503299992531538 s
pow(2, 42) : 0.5010730230715126 s
math.pow(2, 42) : 0.4331468460150063 s
2 ** i : 0.3975521819666028 s
pow(2, i) : 0.5939885310363024 s
math.pow(2, i) : 0.2997760840225965 s
i ** j : 0.48525534803047776 s
pow(i, j) : 0.5479897629702464 s
math.pow(i, j) : 0.2728949940064922 s
2 ** 42 :
1 0 LOAD_CONST 2 (4398046511104)
3 RETURN_VALUE
pow(2, 42) :
1 0 LOAD_NAME 0 (pow)
3 LOAD_CONST 0 (2)
6 LOAD_CONST 1 (42)
9 CALL_FUNCTION 2 (2 positional, 0 keyword pair)
12 RETURN_VALUE
math.pow(2, 42) :
1 0 LOAD_NAME 0 (math)
3 LOAD_ATTR 1 (pow)
6 LOAD_CONST 0 (2)
9 LOAD_CONST 1 (42)
12 CALL_FUNCTION 2 (2 positional, 0 keyword pair)
15 RETURN_VALUE
2 ** i :
1 0 LOAD_CONST 0 (2)
3 LOAD_NAME 0 (i)
6 BINARY_POWER
7 RETURN_VALUE
pow(2, i) :
1 0 LOAD_NAME 0 (pow)
3 LOAD_CONST 0 (2)
6 LOAD_NAME 1 (i)
9 CALL_FUNCTION 2 (2 positional, 0 keyword pair)
12 RETURN_VALUE
math.pow(2, i) :
1 0 LOAD_NAME 0 (math)
3 LOAD_ATTR 1 (pow)
6 LOAD_CONST 0 (2)
9 LOAD_NAME 2 (i)
12 CALL_FUNCTION 2 (2 positional, 0 keyword pair)
15 RETURN_VALUE
i ** j :
1 0 LOAD_NAME 0 (i)
3 LOAD_NAME 1 (j)
6 BINARY_POWER
7 RETURN_VALUE
pow(i, j) :
1 0 LOAD_NAME 0 (pow)
3 LOAD_NAME 1 (i)
6 LOAD_NAME 2 (j)
9 CALL_FUNCTION 2 (2 positional, 0 keyword pair)
12 RETURN_VALUE
math.pow(i, j) :
1 0 LOAD_NAME 0 (math)
3 LOAD_ATTR 1 (pow)
6 LOAD_NAME 2 (i)
9 LOAD_NAME 3 (j)
12 CALL_FUNCTION 2 (2 positional, 0 keyword pair)
15 RETURN_VALUE
PyPy3 (PyPy 2.4.0, Python 3.2.5)
2 ** 42 : 0.0019397735595703125 s
pow(2, 42) : 0.002593994140625 s
math.pow(2, 42) : 0.07702302932739258 s
2 ** i : 0.03540802001953125 s
pow(2, i) : 0.03392314910888672 s
math.pow(2, i) : 0.07650113105773926 s
i ** j : 0.03323793411254883 s
pow(i, j) : 0.03371095657348633 s
math.pow(i, j) : 0.07712817192077637 s
2 ** 42 :
1 0 LOAD_CONST 0 (4398046511104)
3 RETURN_VALUE
pow(2, 42) :
1 0 LOAD_NAME 0 (pow)
3 LOAD_CONST 0 (2)
6 LOAD_CONST 1 (42)
9 CALL_FUNCTION 2
12 RETURN_VALUE
math.pow(2, 42) :
1 0 LOAD_NAME 0 (math)
3 LOOKUP_METHOD 1 (pow)
6 LOAD_CONST 0 (2)
9 LOAD_CONST 1 (42)
12 CALL_METHOD 2
15 RETURN_VALUE
2 ** i :
1 0 LOAD_CONST 0 (2)
3 LOAD_NAME 0 (i)
6 BINARY_POWER
7 RETURN_VALUE
pow(2, i) :
1 0 LOAD_NAME 0 (pow)
3 LOAD_CONST 0 (2)
6 LOAD_NAME 1 (i)
9 CALL_FUNCTION 2
12 RETURN_VALUE
math.pow(2, i) :
1 0 LOAD_NAME 0 (math)
3 LOOKUP_METHOD 1 (pow)
6 LOAD_CONST 0 (2)
9 LOAD_NAME 2 (i)
12 CALL_METHOD 2
15 RETURN_VALUE
i ** j :
1 0 LOAD_NAME 0 (i)
3 LOAD_NAME 1 (j)
6 BINARY_POWER
7 RETURN_VALUE
pow(i, j) :
1 0 LOAD_NAME 0 (pow)
3 LOAD_NAME 1 (i)
6 LOAD_NAME 2 (j)
9 CALL_FUNCTION 2
12 RETURN_VALUE
math.pow(i, j) :
1 0 LOAD_NAME 0 (math)
3 LOOKUP_METHOD 1 (pow)
6 LOAD_NAME 2 (i)
9 LOAD_NAME 3 (j)
12 CALL_METHOD 2
15 RETURN_VALUE
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- Why is 2**100 so much faster than math.pow(2,100)?
- Python - math - Mathematical functions
- This module is always available. It provides access to the mathematical functions defined by the C standard.