Pythonコードが関数内でより高速に実行されるのはなぜですか？

Pythonコードを正常に実行し、Python関数で実行すると、後者の場合の方が高速に実行されることがわかります。関数内でPythonコードが高速に実行される理由を知りたい。

一般に、Python関数にグローバル変数よりもローカル変数を格納する方が高速であることがわかります。これは以下のように説明できます。

ローカル/グローバル変数の保存時間は別として、オペコード予測により関数が高速になります。

CPythonは、Python.orgからダウンロードした元のPython実装です。これは、後のPython実装と区別し、言語エンジンの実装をPythonプログラミング言語自体と区別するためにCPythonと呼ばれます。

CPythonはたまたまC言語で実装されています。 CPythonは、Pythonコードをバイトコードにコンパイルし、評価ループでそのバイトコードを解釈します。

関数がコンパイルされると、ローカル変数は固定サイズの配列（dictではなく）に格納され、変数名がインデックスに割り当てられます。これが可能なのは、ローカル変数を関数に動的に追加できないためです。次に、ローカル変数を取得することは、文字通りリストへのポインタールックアップであり、重要ではないPyObjectのrefcountの増加です。

これを、ハッシュなどを含む真のdict検索であるグローバルルックアップと比較してください。ちなみに、変数をグローバルにする場合は、グローバルを指定する必要があるのはこのためです。スコープ内の変数に割り当てる場合、コンパイラは、指示しない限り、アクセスに対してSTORE_FASTを発行します。

ちなみに、グローバルルックアップはまだかなり最適化されています。属性ルックアップは本当に遅いものです！