copy.deepcopy()とpickle経由のコピーの速度比較

pythonのcopy.deepcopy()とpickle経由のコピーの速度を比較した。
pythonのcopy.deepcopy()に死ぬほど時間がかかるなーと思っていたら、こんなQAを見つけた。

python - copy.deepcopy vs pickle - Stack Overflow

deepcopyよりも使える場面は減るが、pickle経由で新しいオブジェクトを作ったほうが速いことがあるらしい。
簡単に実験してみた。

case	copy.copy()	copy.deepcopy()	pickle
1	0.64 ms	303.71 ms	6.14 ms
2	1.98 ms	1471.17 ms	65.49 ms
3	1.13 ms	3376.47 ms	177.26 ms
4	(3.14 ms)	7585.37 ms	326.24 ms
5	(0.54 ms)	244.45 ms	6.75 ms

それぞれのテストケースでコピーしている内容はソースコードを参照。
copyで結果が括弧つきになっているものはdeepcopyできていないケース。

どのケースでもpickleを使ったほうがdeepcopyよりも10倍以上早くなっている。
整数のリストをコピーするだけ（case 1）でも大きく差がついている。

なんでこんなに差がつくのか気になって、cpythonの実装を調べてみた。

def _deepcopy_list(x, memo, deepcopy=deepcopy):
    y = []
    memo[id(x)] = y
    append = y.append
    for a in x:
        append(deepcopy(a, memo))
    return y

（参照：cpython/copy.py at 3.8 · python/cpython · GitHub）

listのコピーをappend連打で行っていた。
これは確かに時間がかかりそう。

一方、pickleの方はC言語で実装されているのでfor文がそこそこ高速に回せるということらしい。

なお、numpy.ndarrayなど高速な__deepcopy__が定義されているクラスなら、無難にdeepcopyするのが一番速いので注意。