我們在前幾篇文章中依次介紹了列表的特性和用法、列表推導(dǎo)式、列表的底層實(shí)現(xiàn)。今天來聊一聊列表在實(shí)際開發(fā)中的應(yīng)用場景。

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在開發(fā)中，選用何種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是由我們面對的數(shù)據(jù)特征和業(yè)務(wù)場景決定的。

數(shù)據(jù)是單個的還是批量的，是小規(guī)模的還是海量的?

數(shù)據(jù)是獨(dú)立的還是彼此關(guān)聯(lián)的?

數(shù)據(jù)的生成是隨機(jī)的還是有先后順序的?

數(shù)據(jù)的用途是什么?會不會頻繁讀寫?只讀多還是修改多?

數(shù)據(jù)是否應(yīng)用于多線程環(huán)境?

......(此處省略 N 多情形。)

一旦確定了數(shù)據(jù)特征和業(yè)務(wù)場景，我們就可以從開發(fā)工具箱中選擇合適的工具了。

對于 list 而言，首先它是一個對象集合，你可以在處理批量數(shù)據(jù)時使用 list。

 
 
 
 

  
  
  
  
>>> alist =[i for i inrange(21)] 
  
  
  
  
>>> alist 
  
  
  
  
[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20] 
  
  
  
  
>>> alist.append(2021) 
  
  
  
  
>>> alist 
  
  
  
  
[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,2021] 
 
 
 
 

我們知道，tuple 也可以用來存儲多個對象，但是 tuple 是不可變的，一旦初始化，無法再增減其中的元素的個數(shù)。tuple 從語法上保證了元素?cái)?shù)目不會被修改。

如果你恰好不希望別人向數(shù)據(jù)集中增刪元素，你應(yīng)該優(yōu)先使用 tuple，而非list。反過來，如果你需要動態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)集合中的元素的個數(shù)，那就應(yīng)該選擇 list。

這是否意味著所有動態(tài)數(shù)據(jù)集都可以使用 list 呢?非也。

如果你的數(shù)據(jù)很少被修改，絕大部分時間都是被讀取的，這很適合使用 list 來存儲。因?yàn)?list 為我們提供了索引和切片操作，可以快速訪問其中的元素。

 
 
 
 

  
  
  
  
>>> alist 
  
  
  
  
[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,2021] 
  
  
  
  
>>> alist[10] 
  
  
  
  
10 
  
  
  
  
>>> alist[3:9] 
  
  
  
  
[3,4,5,6,7,8] 
  
  
  
  
>>> alist[3:9:2] 
  
  
  
  
[3,5,7] 
 
 
 
 

如果你僅僅使用 append() 在 list 尾部追加元素，或者刪除 list 尾部元素，那也可以放心使用 list。因?yàn)?，在列表末尾添加和刪除元素非常快。

 
 
 
 

  
  
  
  
>>> stack =[3,4,5] 
  
  
  
  
>>> stack.append(6) 
  
  
  
  
>>> stack.append(7) 
  
  
  
  
>>> stack 
  
  
  
  
[3,4,5,6,7] 
  
  
  
  
>>> stack.pop() 
  
  
  
  
7 
  
  
  
  
>>> stack 
  
  
  
  
[3,4,5,6] 
  
  
  
  
>>> stack.pop() 
  
  
  
  
6 
  
  
  
  
>>> stack 
  
  
  
  
[3,4,5] 
 
 
 
 

這種情形下，list 其實(shí)就用作棧(stack)了。

但是，如果你的程序需要頻繁在 list 頭部或中間插入或刪除元素，list 就不太適合你的需求了。

因?yàn)?，list 底層是通過變長數(shù)組實(shí)現(xiàn)的。在數(shù)組頭部或中間插入或刪除元素，需要逐個移動插入位置之后的每個元素。這在數(shù)據(jù)量大時會消耗大量時間，效率低下。

而在常見的業(yè)務(wù)場景中，頻繁增刪中間元素的操作多見于鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)(如鏈表)，在線性存儲結(jié)構(gòu)(如數(shù)組)中并不多見。

如果想在 Python 中使用鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，可以使用 collections.deque。嚴(yán)格來說，collections.deque 也不是一個完全的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，它是一個帶有塊(block)數(shù)據(jù)的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)。每個 block 都是一個線性數(shù)組。

我們來看一個需要頻繁在數(shù)據(jù)集的首尾執(zhí)行操作的場景：隊(duì)列(queue)。

隊(duì)列是一個先進(jìn)先出(FIFO)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)從尾部插入，從頭部取出。就好像我們?nèi)粘Ｅ抨?duì)一樣。

由于需要頻繁刪除頭部元素，list 也不適合用作隊(duì)列。很多初學(xué)者僅從list 這個單詞的字面意思來理解，就把 list 作為隊(duì)列來使用，這是欠妥的。

我們可以用 collections.deque 來實(shí)現(xiàn)隊(duì)列操作。

 
 
 
 

  
  
  
  
>>>from collections import deque 
  
  
  
  
>>> queue = deque(["Eric","John","Michael"]) 
  
  
  
  
>>> queue.append("Terry") 
  
  
  
  
>>> queue.append("Graham") 
  
  
  
  
>>> queue 
  
  
  
  
deque(['Eric','John','Michael','Terry','Graham']) 
  
  
  
  
>>>  
  
  
  
  
>>> queue.popleft() 
  
  
  
  
'Eric' 
  
  
  
  
>>> queue.popleft() 
  
  
  
  
'John' 
  
  
  
  
>>> queue 
  
  
  
  
deque(['Michael','Terry','Graham']) 
 
 
 
 

總結(jié)一下。

list 適用于處理動態(tài)數(shù)據(jù)集，特別適合用于讀操作遠(yuǎn)多于寫操作的場景。

list 可用來實(shí)現(xiàn)棧操作。

List 不適合用作隊(duì)列，可使用 collections.deque 來實(shí)現(xiàn)隊(duì)列操作。

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