"""
Цена правильного варианта для урока «Изменяемый аргумент по умолчанию».

ЗАПУСК (числа урока сняты на 3.13.7):

    python3.13 bench/defaults/cost.py
    python3.14 bench/defaults/cost.py

ЧТО МОЖНО СРАВНИВАТЬ. Только строки внутри одного блока одного запуска.
Абсолютные наносекунды с другой машины несравнимы, между версиями — тоже (общее
правило замеров про тулчейн).

ЗАЧЕМ ЭТОТ ЗАМЕР. Единственный аргумент в защиту изменяемого значения по
умолчанию — «зато без проверки быстрее». Он верен и ничего не стоит: разница
между сломанным и правильным вариантом складывается из двух частей, и обе
измеримы по отдельности — создание нового списка и сама проверка.

ПОЧЕМУ ЗАМЕР БЕЗ ЦИКЛА. Тело — двести одинаковых вызовов подряд, отдельными
строками: внутри `for` разница утонула бы в цене итерации.
"""

import functools
import sys
import timeit

REPEATS_IN_BODY = 200
SENTINEL = object()


def header(title: str) -> None:
    print(f"\n--- {title} ---")


def ns(stmt: str, env: dict, number: int = 20000) -> float:
    body = (stmt + "\n") * REPEATS_IN_BODY
    best = min(timeit.repeat(body, globals=env, number=number, repeat=7))
    return best / (number * REPEATS_IN_BODY) * 1e9


def broken(value=[]):  # noqa: B006 — предмет замера
    return value


def required(value):
    """Без значения по умолчанию вовсе — нижняя граница цены вызова."""
    return value


def fresh(value=None):
    """Новый список без всякой проверки: цена самого создания списка."""
    return []


def guard_none(value=None):
    if value is None:
        value = []
    return value


def guard_sentinel(value=SENTINEL):
    if value is SENTINEL:
        value = []
    return value


def bench_guard() -> None:
    header("1. Из чего складывается разница")

    env = {
        "broken": broken,
        "required": required,
        "fresh": fresh,
        "guard_none": guard_none,
        "guard_sentinel": guard_sentinel,
        "given": [1],
    }
    rows = [
        ("required(given)", "вызов без значения по умолчанию"),
        ("broken()", "сломанный вариант: общий список"),
        ("fresh()", "новый список, без проверки"),
        ("guard_none()", "проверка на None + новый список"),
        ("guard_sentinel()", "проверка на свой объект + новый список"),
        ("guard_none(given)", "проверка на None, аргумент передан"),
        ("guard_sentinel(given)", "проверка на свой объект, аргумент передан"),
    ]
    measured = {}
    for stmt, label in rows:
        value = ns(stmt, env)
        measured[stmt] = value
        print(f"{stmt:<24} {value:>7.2f} нс   {label}")

    print()
    print(f"создание списка стоит   {measured['fresh()'] - measured['broken()']:>5.1f} нс")
    print(f"проверка на None —      {measured['guard_none()'] - measured['fresh()']:>5.1f} нс")
    print(
        f"проверка на свой объект {measured['guard_sentinel()'] - measured['guard_none()']:>5.1f} нс сверх неё"
    )
    print()
    print("Свой объект-метка дороже None не из-за сравнения, а из-за загрузки:")
    print("None — константа кадра, а метка лежит в глобальных именах модуля.")
    print("Нужна она там, где None — допустимое значение аргумента.")


def bench_cache() -> None:
    header("2. Кеш в аргументе по умолчанию против lru_cache")

    def fib_default(n: int, _cache={0: 0, 1: 1}):  # noqa: B006
        if n not in _cache:
            _cache[n] = fib_default(n - 1) + fib_default(n - 2)
        return _cache[n]

    @functools.lru_cache(maxsize=None)
    def fib_lru(n: int) -> int:
        return n if n < 2 else fib_lru(n - 1) + fib_lru(n - 2)

    # Оба кеша прогреты: меряется попадание, а не расчёт.
    fib_default(200)
    fib_lru(200)

    env = {"fib_default": fib_default, "fib_lru": fib_lru}
    a = ns("fib_default(100)", env)
    b = ns("fib_lru(100)", env)
    print(f"{'кеш в аргументе по умолчанию':<32} {a:>7.2f} нс")
    print(f"{'прогретый lru_cache':<32} {b:>7.2f} нс")
    print(f"\nlru_cache быстрее в {a / b:.2f} раза")
    print("Ожидание было обратным: у lru_cache есть обёртка, а у кеша в")
    print("аргументе её нет. Но обёртка написана на C и делает ОДИН поиск,")
    print("а тело на Python — два (проверка и чтение) плюс сам вызов.")


def main() -> None:
    print(f"Python {sys.version.split()[0]}")
    bench_guard()
    bench_cache()


if __name__ == "__main__":
    main()