在 Python 中，有四類最常見的內(nèi)建容器類型： 列表（list） 、 元組（tuple） 、 字典（dict） 、 集合（set） 。通過單獨(dú)或是組合使用它們，可以高效的完成很多事情。

Python 語言自身的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)也與這些容器類型息息相關(guān)。比如 Python 的類實(shí)例屬性、全局變量 globals() 等就都是通過字典類型來存儲的。

在這篇文章里，我首先會從容器類型的定義出發(fā)，嘗試總結(jié)出一些日常編碼的最佳實(shí)踐。之后再圍繞各個容器類型提供的特殊機(jī)能，分享一些編程的小技巧。

當(dāng)我們談?wù)撊萜鲿r，我們在談些什么？

我在前面給了“容器”一個簡單的定義：專門用來裝其他對象的就是容器。但這個定義太寬泛了，無法對我們的日常編程產(chǎn)生什么指導(dǎo)價值。要真正掌握 Python 里的容器，需要分別從兩個層面入手：

  • 底層實(shí)現(xiàn)： 內(nèi)置容器類型使用了什么數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)？某項操作如何工作？

  • 高層抽象： 什么決定了某個對象是不是容器？哪些行為定義了容器？

下面，讓我們一起站在這兩個不同的層面上，重新認(rèn)識容器。

底層看容器

Python 是一門高級編程語言， 它所提供的內(nèi)置容器類型，都是經(jīng)過高度封裝和抽象后的結(jié)果。 和“鏈表”、“紅黑樹”、“哈希表”這些名字相比，所有 Python 內(nèi)建類型的名字，都只描述了這個類型的功能特點(diǎn)，其他人完全沒法只通過這些名字了解它們的哪怕一丁點(diǎn)內(nèi)部細(xì)節(jié)。

這是 Python 編程語言的優(yōu)勢之一。相比 C 語言這類更接近計算機(jī)底層的編程語言，Python 重新設(shè)計并實(shí)現(xiàn)了對編程者更友好的內(nèi)置容器類型，屏蔽掉了內(nèi)存管理等額外工作。為我們提供了更好的開發(fā)體驗(yàn)。

但如果這是 Python 語言的優(yōu)勢的話，為什么我們還要費(fèi)勁去了解容器類型的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)呢？答案是： 關(guān)注細(xì)節(jié)可以幫助我們編寫出更快的代碼。

如果你依然在編程的世界里迷茫，可以加入我們的Python學(xué)習(xí)扣qun：784758214，看看前輩們是如何學(xué)習(xí)的。交流經(jīng)驗(yàn)。從基礎(chǔ)的python腳本到web開發(fā)、爬蟲、django、數(shù)據(jù)挖掘等，零基礎(chǔ)到項目實(shí)戰(zhàn)的資料都有整理。送給每一位python的小伙伴！分享一些學(xué)習(xí)的方法和需要注意的小細(xì)節(jié)，點(diǎn)擊加入我們的 python學(xué)習(xí)者聚集地

寫更快的代碼

1. 避免頻繁擴(kuò)充列表/創(chuàng)建新列表

所有的內(nèi)建容器類型都不限制容量。如果你愿意，你可以把遞增的數(shù)字不斷塞進(jìn)一個空列表，最終撐爆整臺機(jī)器的內(nèi)存。

在 Python 語言的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)里，列表的內(nèi)存是按需分配的[注1]，當(dāng)某個列表當(dāng)前擁有的內(nèi)存不夠時，便會觸發(fā)內(nèi)存擴(kuò)容邏輯。而分配內(nèi)存是一項昂貴的操作。雖然大部分情況下，它不會對你的程序性能產(chǎn)生什么嚴(yán)重的影響。但是當(dāng)你處理的數(shù)據(jù)量特別大時，很容易因?yàn)閮?nèi)存分配拖累整個程序的性能。

還好，Python 早就意識到了這個問題，并提供了官方的問題解決指引，那就是： “變懶” 。

如何解釋“變懶”？ range() 函數(shù)的進(jìn)化是一個非常好的例子。

在 Python 2 中，如果你調(diào)用 range(100000000) ，需要等待好幾秒才能拿到結(jié)果，因?yàn)樗枰祷匾粋€巨大的列表，花費(fèi)了非常多的時間在內(nèi)存分配與計算上。但在 Python 3 中，同樣的調(diào)用馬上就能拿到結(jié)果。因?yàn)楹瘮?shù)返回的不再是列表，而是一個類型為 range 的懶惰對象，只有在你迭代它、或是對它進(jìn)行切片時，它才會返回真正的數(shù)字給你。

所以說，為了提高性能，內(nèi)建函數(shù) range “變懶”了。 而為了避免過于頻繁的內(nèi)存分配，在日常編碼中，我們的函數(shù)同樣也需要變懶，這包括：

  • 更多的使用 yield 關(guān)鍵字，返回生成器對象

  • 盡量使用生成器表達(dá)式替代列表推導(dǎo)表達(dá)式

  • 生成器表達(dá)式： (iforinrange(100))