Pythonをバージョン別でパフォーマンス比較してみた

前回の記事でPython 3.13のJITコンパイルによるパフォーマンス比較について記事を書きました。その際、Python 3.11から3.13へのバージョンアップで、目覚ましい速度向上が見られたことに驚いたので、今回は、3.11、3.12、3.13の3つのバージョンで、いくつかの一般的なタスクのパフォーマンスを比較してみたいと思います。

前回のPython 3.13のJITコンパイルによるパフォーマンス比較の記事はこちらです。

テスト環境
テスト内容
パフォーマンス結果
まとめ

テスト環境

OS: Windows 11
CPU: Intel(R) N100
メモリ: 16GB

テスト内容

以下のタスクを実行し、各バージョンの実行時間を比較します。

リスト内包表記
forループとappendによるリスト作成
文字列連結 (joinと+)
浮動小数点演算
辞書操作
ソート
再帰関数

検証に使用したプログラムは以下の通りです。

import time
import random
import math
import sys

def list_comprehension_test():
    return [i**2 for i in range(500000)]

def list_append_test():
    list_append = []
    for i in range(500000):
        list_append.append(i**2)
    return list_append

def string_join_test():
    strings = [str(i) for i in range(50000)]
    return "".join(strings)

def string_plus_test():  # 非推奨
    slow_joined_string = ""
    for i in range(50000):
        slow_joined_string += str(i)
    return slow_joined_string

def float_operation_test():
    total = 0
    for i in range(500000):
        total += math.sqrt(i) * math.sin(i)
    return total

def dict_test():
    my_dict = {i: i * 2 for i in range(50000)}
    for i in range(50000):
        value = my_dict[i]
    return my_dict

def sort_test():
    random_list = [random.randint(0, 100000) for _ in range(50000)]
    return sorted(random_list)

def fibonacci(n):
    if n <= 1:
        return n
    return fibonacci(n-1) + fibonacci(n-2)

def recursion_test():
    return fibonacci(25)  # 再帰の深さを増やす


def measure_execution_time(func, name):
    start_time = time.time()
    result = func()
    end_time = time.time()
    elapsed_time = end_time - start_time
    print(f"{name}: {elapsed_time:.6f} 秒")
    return result


if __name__ == "__main__":
    print(f"Python version: {sys.version}")

    measure_execution_time(list_comprehension_test, "リスト内包表記")
    measure_execution_time(list_append_test, "forループとappend")
    measure_execution_time(string_join_test, "文字列連結 (join)")
    measure_execution_time(string_plus_test, "文字列連結 (+)")
    measure_execution_time(float_operation_test, "浮動小数点演算")
    measure_execution_time(dict_test, "辞書操作")
    measure_execution_time(sort_test, "ソート")
    measure_execution_time(recursion_test, "再帰関数")

パフォーマンス結果

各バージョンの実行時間は以下の通りです。

タスク	Python 3.11	Python 3.12	Python 3.13
リスト内包表記	0.089秒	0.058秒	0.044秒
forループとappend	0.149秒	0.050秒	0.046秒
文字列連結 (join)	0.017秒	0.014秒	0.006秒
文字列連結 (+)	0.275秒	0.005秒	0.009秒
浮動小数点演算	0.263秒	0.109秒	0.107秒
辞書操作	0.014秒	0.018秒	0.010秒
ソート	0.162秒	0.036秒	0.039秒
再帰関数	0.152秒	0.019秒	0.015秒