为什么json.loads比ast.literal_eval快一个数量级？

Question

在回答了有关如何解析包含浮点数数组的文本文件的问题之后，我运行了以下基准测试：

import timeit
import random

line = [random.random() for x in range(1000)]
n = 10000

json_setup = 'line = "{}"; import json'.format(line)
json_work = 'json.loads(line)'
json_time = timeit.timeit(json_work, json_setup, number=n)
print "json: ", json_time

ast_setup = 'line = "{}"; import ast'.format(line)
ast_work = 'ast.literal_eval(line)'
ast_time = timeit.timeit(ast_work, ast_setup, number=n)
print "ast: ", ast_time

print "time ratio ast/json: ", ast_time / json_time

我多次运行此代码，并始终得到以下结果：

$ python json-ast-bench.py 
json: 4.3199338913
ast: 28.4827561378
time ratio ast/json:  6.59333148483

因此，似乎json比ast此用例快了一个数量级。

使用Python 2.7.5+和Python 3.3.2+的结果相同。

问题：

1. 为什么json.loads这么快？这个问题似乎暗示ast在输入数据（双引号或单引号）方面更灵活
2. 在某些使用案例中ast.literal_eval，json.loads尽管速度较慢，但我还是更愿意使用它吗？

编辑：
无论如何，如果性能很重要，我建议您使用UltraJSON（正是我在工作中使用的，比使用相同的迷你基准的json快约4倍）。

Answer 1

这两个函数正在解析完全不同的语言-
JSON和Python文字语法。*如前所述literal_eval：

提供的字符串或节点只能由以下Python文字结构组成：字符串，字节，数字，元组，列表，字典，集合，布尔值和None。

相比之下，JSON仅处理双引号的JavaScript字符串文字（与Python的不太完全相同），JavaScript数字（仅int和float*），对象（大致相当于dict），数组（大致等于列表），JavaScript布尔值（与Python不同）和null。

这两种语言碰巧有重叠的事实并不意味着它们是同一语言。

为什么要json.loads这么快？

由于Python文字语法是一种比JSON更复杂，功能更强大的语言，因此解析起来可能会更慢。而且，可能更重要的是，由于Python文字语法不打算用作数据交换格式（实际上，它
不 应该专门用于该格式），因此没有人会为加快数据交换速度而付出很多努力。****

这个问题似乎暗示ast在输入数据（双引号或单引号）方面更灵活

那，原始字符串文字，以及Unicode vs. bytes字符串文字，以及复数，集合和JSON无法处理的所有其他内容。

在某些情况下，尽管速度较慢，但​​我更愿意在json.loads上使用ast.literal_eval？

是。当您想解析Python文字时，应使用ast.literal_eval。（或者，更好的是，重新考虑您的设计，以便您不想解析Python文字…）

*这是一个模糊的术语。例如，-2不是Python中的文字，而是运算符表达式，但literal_eval可以处理它。当然，元组/列表/字典/集合显示不是文字，但是literal_eval可以处理它们，除了理解也是显示，并且literal_eval不能处理它们。ast模块中的其他功能可以帮助您找出真正的字面值和非字面值，例如ast.dump(ast.parse("expr"))。

**例如，"\q"是JSON中的错误。

***从技术上讲，JSON仅处理一种“数字”类型，即浮点数。但是Python的json模块将不带小数点或指数的数字解析为整数，在许多其他语言的JSON模块中也是如此。

****如果您错过了蒂姆·彼得斯（Tim Peters）对以下问题的评论：“
ast.literal_eval使用率太低，没有人觉得值得花时间（和工作，和工作）来加速它。相反，JSON库通常用于解析千兆字节的数据。”