Pythonで配列の中身をprintするときの実行速度比較

#Pythonで配列の中身をprintするときの実行速度比較
例えば、配列hogeがあったとして、その中身をすべて出力したいとする。そんな時いくつかコードの書き方が考えられると思うが、それぞれ実行速度はどれくらい違うのか計測した。
##テスト環境

OS	CPU	Pythonバージョン
Windows10 home 64bit	intel Core i5 7500	3.7.1

##計測方法
以下のようにtime.perf_counter()を使って計測した。

time_start = time.perf_counter()
#時間計測したいコード
tim = time.perf_counter()- time_start

##1次元配列の場合
###出力フォーマット
hoge = [1, 2, 3, 4, 5]だとしたら、

1
2
3
4
5

のように要素ごとに改行して出力するようなコードの書き方を比較する。
###テストした内容
今回測定したパターンは以下の3通り。hogeは配列

#パターン1
length = len(hoge)
for i in range(length):
    print(hoge(i))

#パターン2
for i in hoge:
    print(i)

#パターン3
for i in hoge:
    print("{}".format(i))

※追記
別パターンのアイデアをコメントでもらったので以下2つも試してみる。

#パターン4
print(*hoge, sep='\n')

#パターン5
print('\n'.join(map(str, hoge)))

ファイル出力で計測する場合はリダイレクトを使った。

###テスト結果
hogeをhoge = [i for i in range(L)]として作成しそれぞれのパターンを3回テストして平均をとった。
####標準出力の場合（L = 1000）
パターン1：0.423026890966[sec]
パターン2：0.406021656333[sec]
パターン3：0.411023060333[sec]
パターン4：0.427671138[sec]
パターン5：0.007100579333[sec]
やはり長さが1000程度の配列ではそれほど差は出ないようである。
パターン5の　print('\n'.join(map(str, hoge)))　が他の追随を許さないレベルで速い！！！
これほどまでに大きな差が出た原因としては、他のパターンがprint()関数をL回呼び出しているのに対し、パターン5は配列をjoin()で一つの文字列に結合してからprint()するので、print()関数の呼び出しが1回で済むというのが大きいのだろう。

####ファイル出力の場合（L = 1000000）
パターン1：1.2381535143333335[sec]
パターン2：1.1619043353333334[sec]
パターン3：1.4380140773333334[sec]
パターン4：1.0475442879999[sec]
パターン5：0.27567296[sec]

パターン1は2回参照しているが意外にもまあまあの速度である。
一番早いのは一番単純な書き方であるパターン2となった。
やはりパターン5の　print('\n'.join(map(str, hoge)))　が速い！！！
formatを使ったパターン3は一番遅い結果となった。

##2次元配列の場合は？
このままではformatが不憫な結果で終わってしまいそうなので2次元配列の場合についても検証した。
hoge を N×L の配列とする。

###出力フォーマット
hoge = [[1, 2], [3, 4], [5, 6]] だとしたら、

1 2
3 4
5 6

のような出力をするコードの書き方について比較する。

###テストした内容
今回はパターン1は割愛.
N=2の場合の例。

#パターン2
for i in hoge:
    print(i[0], i[1])

#パターン3
for i in hoge:
    print("{} {}".format(i[0], i[1]))

※追記
1次元配列のテスト結果からprint()関数を呼ぶ回数が問題であると予想して、以下のようにprint()を1度しか呼ばないパターンを作ってみた。これをパターン4とする。

#パターン4
fuga = [" ".join(map(str, i))  for i in hoge]
print('\n'.join(map(str, fuga)))

###テスト結果
####ファイル出力（N = 2, L = 1000000）
パターン2：2.13243174633[sec]
パターン3：1.600395958[sec]
お、結構差が出る結果になった。N=2でだいたい0.5秒ぐらいの差である。これはNが大きくなるほど差が広がるのでは？と思ってN=5の場合についても調査した。

####ファイル出力（N = 5, L = 1000000）
パターン2：4.422985526[sec]
パターン3：2.030369288[sec]
予想はあたりのようで、N=5の場合はなんと倍以上の差が出た。

####パターン4の結果（ファイル出力、N = 5, L = 1000000）
パターン4：1.5420818646666667[sec]
formatを使った場合よりもさらに0.5秒ほど速い！！！
しかし思ったよりは速くなってはいない印象である。print()を1000000回呼ぶのと、join()を5000000回呼ぶのにかかる時間の差がだいたいこれぐらいってことか？

##まとめ

• 1次元配列をprintする場合は、for i in hoge: print(i)が速いが、他と比べてそこまで差はない。
  • join()で結合してから一気にprint()するのが圧倒的に早いです。
• 2次元配列の場合は、1次元目の長さが分かっているならformatを使ってprintするのが速い。
  • 2次元の場合でも、なるべくjoin()で結合してからprint()した方が速い！