Python常见面试题009. 元组和列表有什么区别

Posted 2023-03-08 老吴的博客

009. 元组和列表有什么区别

• 这个题是简单的，但要拿满分或者说高分不容易

相同点

共性	说明
可以存放任意元素	一般都放同类型
支持索引访问	甚至是负数
支持切片操作
逗号分隔元素
都是有序集合(容器)
可以随意嵌套
序列解包	a,b = [1,2]或者 a,b=(1,2)效果是类似的

• 通用序列操作(有增加篇幅之嫌疑^_-)

  运算	结果
  x in s	如果 s 中的某项等于 x 则结果为 True，否则为 False
  x not in s	如果 s 中的某项等于 x 则结果为 False，否则为 True
  s + t	s 与 t 相拼接
  s * n 或 n * s	相当于 s 与自身进行 n 次拼接
  s[i]	s 的第 i 项，起始为 0
  s[i:j]	s 从 i 到 j 的切片
  s[i:j:k]	s 从 i 到 j 步长为 k 的切片
  len(s)	s 的长度
  min(s)	s 的最小项
  max(s)	s 的最大项
  s.index(x[, i[, j]])	x 在 s 中首次出现项的索引号（索引号在 i 或其后且在 j 之前）
  s.count(x)	x 在 s 中出现的总次数

不同点

差异	列表	元组	说明
可变性	可变mutable	不可变immutable
可变性的另外说明	动态	静态	列表长度大小不固定，可以随意地增加、删减或者改变元素；元组长度大小固定，无法增加删减或者改变
一个元素的定义	[1]	(1,)	元组必须要加一个逗号，不然是元素自身的类型
符号	[]	()或者不要	t1 = (1,2) 或者 t1 = 1,2 甚至 t1 = 1, 也是元组
元组打包	没有打包一说	t = 1,2,3

• 注意决定生成元组的其实是逗号而不是圆括号。 圆括号只是可选的。
• 推导式
  • 列表推导式, li1 = [ i for i in range(10)] 是列表推导式
  • 但没有元组推导式，t1 = ( i for i in range(10)) 是一个生成器
  • 字典和集合有单独的推导式

其他

以上都是简单的，但下面这些可能你想不到

1. 列表和元组存储同样的元素，所用的空间并不一样

li1 = [1,2,3]
li1.__sizeof__()  # 64

t1 = (1,2,3)
t1.__sizeof__()  # 48

• 可以看到元组比列表同等条件下少了16字节

• 事实上，由于列表是动态的，所以它需要存储指针，来指向对应的元素

• 由于列表可变，所以需要额外存储已经分配的长度大小，这样 才可以实时追踪列表空间的使用情况，当空间不足时，及时分配额外空间，来看这个例子

  li1 = []
  li1.__sizeof__()   #  空列表的存储空间为40字节
  li1.append(1)
  li1.__sizeof__()  # 72 字节 加入了元素1之后，列表为其分配了可以存储4个元素的空间 每个元素 8字节
  li1.append(2)
  li1.append(3)
  li1.append(4)
  li1.__sizeof__()  # 72字节，  所以你家了4个元素，仍然是 72
  li1.append(5)
  li1.__sizeof__()  # 104 字节 ， 再加一个元素，不够了，需要再给你32字节
  
  

• 上面的例子，大概描述了列表空间分配的过程。可以看到，为了减小每次增加/删减操作时 空间分配的开销，Python每次分配空间时都会额外多分配一些，这样的机制叫做over-allocating， 保证了其操作的高效性，增加/删除的时间复杂度均为O(1)

• 据此，可以得出：元组要比列表更加轻量级一些，元组的性能速度要略优于列表

2. 列表可以用来实现堆栈，非常容易，最后插入的最先取出（“后进先出”）。把元素添加到堆栈的顶端，使用 append() 。从堆栈顶部取出元素，使用 pop() ，不用指定索引。

   虽然列表也可以用作队列，最先加入的元素，最先取出（“先进先出”）；然而，列表作为队列的效率很低。因为，在列表末尾添加和删除元素非常快，但在列表开头插入或移除元素却很慢（因为所有其他元素都必须移动一位），应该用collections.deque

   >>> from collections import deque
   >>> queue = deque(["Eric", "John", "Michael"])
   >>> queue.append("Terry")           # Terry arrives
   >>> queue.append("Graham")          # Graham arrives
   >>> queue.popleft()                 # The first to arrive now leaves
   \'Eric\'
   >>> queue.popleft()                 # The second to arrive now leaves
   \'John\'
   >>> queue                           # Remaining queue in order of arrival
   deque([\'Michael\', \'Terry\', \'Graham\'])