列表(list)和元组(tuple)的一些基础

list和tuple都是一个可以放置任意数据类型的有序集合,都是既可以存放数字、字符串、对象

list和tuple都支持负索引

In [8]: nums[-2]
Out[8]: 'ad'
In [9]: tp[-2]
Out[9]: '33'

list和tuple都支持切片操作

In [10]: nums[1:3]
Out[10]: [3, 'ad']
In [11]: tp[1:3]
Out[11]: (3, '33')

list和tuple都可以随意嵌套

In [12]: nums = [[1,2,3],['s','ff'],['34',3,5]]
In [13]: tp = ((23,4,'f'),45,'d',('dd',4,'ff'))

list和tuple的一些区别

  • 列表是动态的,长度大小不固定,可以随意的增加、删除、修改元素
  • 元组是静态的,长度在初始化的时候就已经确定不能更改,更无法增加、删除、修改元素

从图中看出我们对list做出修改是成功的,但是对tuple修改的时候,确抛出了错误,那如果想对tuple做出改变该如何做呢?只能重新开辟一块内存,重新生成新到的tuple了。

从tuple的源码中也可以看出,只有两个自带的方法,一个是统计元素出现的次数一个是查询元素的索引。

list和tuple存储方式的差异

我们先来看个例子

In [19]: nums=['a',1,2]
In [20]: tp=('a',1,2)
In [21]: nums.__sizeof__()
Out[21]: 64
In [22]: tp.__sizeof__()
Out[22]: 48

这里构造了一个list和一个tuple。他们存储的内容是相同的,__sizeof__方法可以打印系统分配空间的大小。可以看到他们所占用的内存空间是不同的,存储的内容相同,但是list比tuple多占用了16自己的内存。

先来看一下一个数组的内存分配过程:

In [23]: l=[]

In [24]: l.__sizeof__()  // 空列表分配了40字节的内存
Out[24]: 40

In [25]: l.append('a')  // 增加了一个一个元素后,给列表分配了72字节的内存,一个字符8个字节
                                                // 那就是一次性分配了4个字符的内存空间

In [26]: l.__sizeof__()
Out[26]: 72

In [27]: l.append('b')  // 再增加字符,占用内存不变

In [28]: l.__sizeof__()
Out[28]: 72

In [29]: l.append('c')  // 再增加字符,占用内存不变

In [30]: l.__sizeof__()
Out[30]: 72

In [31]: l.append('d')  // 再增加字符,占用内存不变

In [32]: l.__sizeof__()
Out[32]: 72

In [33]: l.append('e')  // 再添加元素,内存不够,触发重新的内存分配

In [34]: l.__sizeof__()
Out[34]: 104

可以看出list为了能够实时追踪内存的使用情况,当空间不足时以及分配额外空间,额外的多分配了内存,而且还需要存储指针,指向对应的元素。

我们可以看到,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(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)。但是对于元组,情况就不同了。元组长度大小固定,元素不可变,所以存储空间固定。

所以说在存储大量的数据的时候,这种差异是需要考虑的,如果数据发生变更的可能性不大,就用元组存储,如果数据是需要频繁的进行数据的修改增加,就使用列表

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