Python 3.0 - dict 方法返回视图 - 为啥？

Posted 2023-02-15

【中文标题】Python 3.0 - dict 方法返回视图 - 为啥？

【英文标题】：Python 3.0 - dict methods return views - why?Python 3.0 - dict 方法返回视图 - 为什么？

【发布时间】：2010-09-25 08:19:03

【问题描述】：

dict 方法 dict.keys(), dict.items() 和 dict.values() 返回“视图” 而不是列表。 http://docs.python.org/dev/3.0/whatsnew//3.0.html

首先，视图与迭代器有何不同？其次，这种变化有什么好处？仅仅是出于性能原因吗？

这对我来说似乎并不直观，即，我要一份东西的清单（把你所有的钥匙给我），然后我又得到了别的东西。这会让人们感到困惑吗？

【问题讨论】：

这是关于 *** 的一个很好的答案：***.com/questions/8957750/…

网址好像失效了。

【参考方案1】：

您实际上得到了一份清单。它不是内部列表的副本，而是类似于列表但仅代表内部状态的东西。

这与它在 Java（可能还有许多其他语言/环境）中实现的方式相同。

主要原因是对于许多用例而言，返回完全分离的列表是不必要且浪费的。这将需要复制整个内容（可能很多，也可能不多）。

如果您只是想遍历键，则无需创建新列表。如果您确实需要将其作为单独的列表（作为副本），那么您可以轻松地从视图中创建该列表。

【参考方案2】：

Joachim Sauer 的回答很好地解释了为什么不返回 list。但这留下了为什么这些函数不会返回迭代器的问题，就像iteritems 等在 Python 2 中所做的那样。

迭代器比容器更严格。例如，一个迭代器不允许超过一次传递；如果你尝试第二遍，你会发现它是空的。因此，容器支持elem in cont等操作，但迭代器不支持：一旦检查元素是否在迭代器“内”，迭代器就会被销毁！

另一方面，获取容器通常需要制作副本，例如从字典的键中创建一个列表。

view 对象具有两全其美的优点：它充当容器，但不会复制字典！实际上，它是一种通过链接到底层字典来工作的虚拟只读容器。我不知道它是否在标准 Python 的其他任何地方都可以看到。

编辑：

@AntonyHatchkins：它不返回生成器函数的原因是它不允许快速的in 操作。是的，in 适用于生成器函数（当您调用它们时）。也就是说，您可以这样做：

def f():
  for i in range(10):
    yield i

5 in f() # True

但是根据in的定义，如果右边是生成器，python会遍历生成器的所有n项——导致O(n)时间复杂度。您对此无能为力，因为这是任意生成器唯一有意义的行为。

另一方面，在字典视图的情况下，您可以以任何您喜欢的方式实现in，因为您对自己管理的数据了解得更多。事实上in 是使用哈希表以O(1) 复杂性实现的。你可以通过运行来检查它

>>> d = dict(zip(range(50000000), range(50000000)))
>>> 49999999 in d
True
>>> 49999999 in iter(d) # kinda how generator function would work
True
>>>

并注意到第一个 in 与第二个 in 相比有多快。

【讨论】：

然后是另一个问题，为什么不返回生成器函数。它们是多通道实体（因此也支持elem in cont 操作）并且不会占用太多内存。

@AntonyHatchkins 编辑了答案以解释原因

谢谢，从那时起我自己就学会了，但它可能对其他人也有用。

【参考方案3】：

正如在相关问题中已经提到的那样，视图有 len() 方法，这是迭代器所缺少的（但列表有它）。

返回视图而不是列表的另一个好处是，至少对于键，它在 O(1) 操作中优化了成员资格测试，而不是对列表（或迭代器）进行 O(N)。