Python 中的元組與列表：什麼時候效能更重要？

Python 中元組和清單的效能比較

在 Python 中，常會出現元組和清單進行資料儲存的選擇。本文研究了這兩種資料結構之間的效能差異，並著重於元素的實例化和檢索。

元組通常優於列表

在大多數情況下，元組表現出優越的性能超過列表。這種效能優勢源自於幾個關鍵因素：

常數折疊：常數元組由 Python 的最佳化器預先計算，而清單必須從頭開始建立。

可重複使用性質： 運行 tuple(some_tuple) 只是直接返回相同的元組，避免不必要的副本。相較之下，list(some_list)需要透過複製資料來建立一個新清單。

緊湊性：元組具有固定的大小，與列表相比，可以實現更緊湊的存儲，這比列表更緊湊。分配以最佳化追加操作。

直接引用：元組直接包含對其元素的引用，而列表有一個額外的間接層到外部指標數組。這為索引查找和解包提供了速度優勢。

實例化

在實例化方面，元組和列表具有相似的效能：

>>> import timeit
>>> timeit.timeit("tuple(range(1000))")  # Tuples
0.11859810000000012
>>> timeit.timeit("list(range(1000))")  # Lists
0.11701059999999988

檢索

然而，元組表現出更快的檢索速度：

>>> a = (10, 20, 30)
>>> timeit.timeit("a[1]")  # Tuples
0.02905340000000018
>>> b = [10, 20, 30]
>>> timeit.timeit("b[1]")  # Lists
0.02982960000000023

Kesimpulan

雖然元組和列表在資料儲存中發揮其作用，元組通常提供更好的性能。對於許多應用程式來說，它們的持續折疊功能、可重用性、緊湊性和直接元素引用比列表具有顯著的優勢。

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