python内置数据类型列表list和字典dict的性能

Posted 2023-05-16

参考技术A     我们来讨论下python的两种最重要的内置数据类型列表list和字典dict上，各种操作的复杂度。

list列表数据类型常用操作性能：

1、按索引取值和赋值（v=a[i]，a[i]=v）

由于列表的随机访问特性，这两个操作执行时间与列表大小无关，均为O（1）

2、列表的曾长，可以选择append()和_add_() "+"

list.append(v)的执行时间O(1)

list = list + [v]，执行时间是O(n+k)，因为新增了一个新的列表，其中k是被加的列表长度

举例：4种生成前n个整数列表的方法

如图：

我们可以计算一下这四个函数的耗时，如下

执行结果：

我们可以看到，4种方法运行时间差别很大，test1使用列表连接最慢，而test4使用list range最快，速度相差近200倍。

    如下图，我们总结下list基本操作的性能如何：

上图可知pop()从列表末尾移除元素O(1),但是pop(i)从列表中间移除元素要O(n)，为什么呢？

因为从中部移除元素，要把移除元素后面的元素全部向前挪一位，才保证了列表按索引取值和赋值很快，达到O(1)。

dict数据类型：

    字典和列表不同，dict根据key找到value，而list根据index。

    字典最常用的取值get和赋值set，其性能为O(1),而contain(in)操作判断字典是否存在某个key，其性能也是O(1)

list和dict的in操作对比：

    设计一个性能试验，验证list中检索一个值，对比dict中检索一个值的耗时对比。如下程序：

如果如下：

可见list的in操作复杂度为O(n)

PS：大家可以去python官方的算法复杂度网站看看：

https://wiki.python.org/moin/TimeComplexity

详解Python数据类型：字符串列表元组字典集合

这篇文章主要介绍了Python列表(list)、字典(dict)、字符串(string)基本操作小结,本文总结了最基本最常用的一些操作,需要的朋友可以参考下

python字符串/列表/字典互相转换

• Python 列表操作
• 得到列表中的某一个值
• 删除列表的第一个值
• 在列表中插入一个值
• 得到列表的长度
• 列表遍历
• Python 列表高级操作/技巧
• 用某个固定值初始化列表
• 1.附：python内置类型
• • 取list的元素数量
  • 创建连续的list
  • list的方法
  • list的复制
• 2、dictionary： 字典（即C++标准库的map）
• • dictionary的方法
• 3、tuple：元组（即常量数组）
• 4、string：字符串（即不能修改的字符list）
• • 子字符串的提取
  • 字符串包含判断操作符：in，not in
  • string模块，还提供了很多方法
  • 处理字符串的内置函数
  • string的转换
  • 字符串的格式化

代码如下:

sample_list = ['a',1,('a','b')]

Python 列表操作

代码如下:

sample_list = ['a','b',0,1,3]

得到列表中的某一个值

代码如下:

value_start = sample_list[0]
end_value = sample_list[-1]

删除列表的第一个值

代码如下:

del sample_list[0]

在列表中插入一个值

代码如下:

sample_list[0:0] = ['sample value']

得到列表的长度

代码如下:

list_length = len(sample_list)

列表遍历

代码如下:

for element in sample_list:
    print 'element' 

Python 列表高级操作/技巧

产生一个数值递增列表
代码如下:

num_inc_list = range(30)
#will return a list [0,1,2,...,29]

用某个固定值初始化列表

代码如下:

initial_value = 0
list_length = 5
sample_list = [ initial_value for i in range(10)]
sample_list = [initial_value]*list_length
# sample_list ==[0,0,0,0,0]

1.附：python内置类型

1、list：列表
（即动态数组，标准库的vector，但可含不同类型的元素于一个list中）
a = ["I","you","he","she"] ＃元素可为任何类型。

下标：按下标读写，就当作数组处理
以0开始，有负下标的使用
0第一个元素，-1最后一个元素，
-len第一个元素，len-1最后一个元素

取list的元素数量

代码如下:

len(list)   #list的长度。实际该方法是调用了此对象的__len__(self)方法。 

创建连续的list

代码如下:

L = range(1,5)      #即 L=[1,2,3,4],不含最后一个元素
L = range(1, 10, 2) #即 L=[1, 3, 5, 7, 9]

list的方法

代码如下:

L.append(var)   #追加元素
L.insert(index,var)
L.pop(var)      #返回最后一个元素，并从list中删除之
L.remove(var)   #删除第一次出现的该元素
L.count(var)    #该元素在列表中出现的个数
L.index(var)    #该元素的位置,无则抛异常 
L.extend(list)  #追加list，即合并list到L上
L.sort()        #排序
L.reverse()     #倒序
list 操作符:,+,*，关键字del
a[1:]       #片段操作符，用于子list的提取
[1,2]+[3,4] #为[1,2,3,4]。同extend()
[2]*4       #为[2,2,2,2]
del L[1]    #删除指定下标的元素
del L[1:3]  #删除指定下标范围的元素

list的复制

代码如下:

L1 = L      #L1为L的别名，用C来说就是指针地址相同，对L1操作即对L操作。函数参数就是这样传递的
L1 = L[:]   #L1为L的克隆，即另一个拷贝。
      
list comprehension
   [ <expr1> for k in L if <expr2> ]

2、dictionary： 字典（即C++标准库的map）

代码如下:

dict = 'ob1':'computer', 'ob2':'mouse', 'ob3':'printer'

每一个元素是pair，包含key、value两部分。key是Integer或string类型，value 是任意类型。

键是唯一的，字典只认最后一个赋的键值。

dictionary的方法

代码如下:

D.get(key, 0)       #同dict[key]，多了个没有则返回缺省值，0。[]没有则抛异常
D.has_key(key)      #有该键返回TRUE，否则FALSE
D.keys()            #返回字典键的列表
D.values()          #以列表的形式返回字典中的值，返回值的列表中可包含重复元素
D.items()           #将所有的字典项以列表方式返回，这些列表中的每一项都来自于(键,值),但是项在返回时并没有特殊的顺序        
D.update(dict2)     #增加合并字典
D.popitem()         #得到一个pair，并从字典中删除它。已空则抛异常
D.clear()           #清空字典，同del dict
D.copy()            #拷贝字典
D.cmp(dict1,dict2)  #比较字典，(优先级为元素个数、键大小、键值大小)
                    #第一个大返回1，小返回-1，一样返回0
            
dictionary的复制
dict1 = dict        #别名
dict2=dict.copy()   #克隆，即另一个拷贝。

3、tuple：元组（即常量数组）

代码如下:

tuple = ('a', 'b', 'c', 'd', 'e')

可以用list的 [],:操作符提取元素。就是不能直接修改元素。

4、string：字符串（即不能修改的字符list）

代码如下:

str = "Hello My friend"

字符串是一个整体。如果你想直接修改字符串的某一部分，是不可能的。但我们能够读出字符串的某一部分。

子字符串的提取

复制代码 代码如下:

str[:6]

字符串包含判断操作符：in，not in

代码如下:

"He" in str
"she" not in str

string模块，还提供了很多方法

代码如下:

S.find(substring, [start [,end]]) #可指范围查找子串，返回索引值，否则返回-1
S.rfind(substring,[start [,end]]) #反向查找
S.index(substring,[start [,end]]) #同find，只是找不到产生ValueError异常
S.rindex(substring,[start [,end]])#同上反向查找
S.count(substring,[start [,end]]) #返回找到子串的个数
S.lowercase()
S.capitalize()      #首字母大写
S.lower()           #转小写
S.upper()           #转大写
S.swapcase()        #大小写互换
S.split(str, ' ')   #将string转list，以空格切分
S.join(list, ' ')   #将list转string，以空格连接

处理字符串的内置函数

代码如下:

len(str)                #串长度
cmp("my friend", str)   #字符串比较。第一个大，返回1
max('abcxyz')           #寻找字符串中最大的字符
min('abcxyz')           #寻找字符串中最小的字符

string的转换

代码如下:

float(str) #变成浮点数，float("1e-1")  结果为0.1
int(str)        #变成整型，  int("12")  结果为12
int(str,base)   #变成base进制整型数，int("11",2) 结果为2
long(str)       #变成长整型，
long(str,base)  #变成base进制长整型，

字符串的格式化

（注意其转义字符，大多如C语言的，略）

str_format % (参数列表) #参数列表是以tuple的形式定义的，即不可运行中改变
print ""%s's height is %dcm" % ("My brother", 180)
          #结果显示为 My brother's height is 180cm

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