深入理解python列表和元组

列表和元组的定义

列表和元组都是一个可以放置任意数据类型的有序集合。这里需要注意三个词，任意、有序、集合，其实就是说明列表和元组是可以放置任意数据类型，其次是有序的，另外，它是一个集合。

列表是动态的，它的长度大小不固定的，可以随意的增加、删除或者改变。

l=[1,2,1,2,'name']
l[4]='hello'
print(l)

[1, 2, 1, 2, 'hello']

元组是静态的，它的长度大小是固定的，无法增加、删除或者改变。

l=(1,2,1,2,'name')
l[4]='hello'
print(l)

TypeError                                 Traceback (most recent call last)
<ipython-input-7-1bc67cb7b49e> in <module>
      1 l=(1,2,1,2,'name')
----> 2 l[4]='hello'
      3 print(l)

TypeError: 'tuple' object does not support item assignment

列表和元组的存储方式

列表是动态的、可变的，而元组是静态的、不可变的。

列表的存储方式，如下所示：

l=[]
print(l.__sizeof__())
l=[1]
print(l.__sizeof__())
l=[1,2]
print(l.__sizeof__())
l=[1,2,3]
print(l.__sizeof__())
l=[1,2,3,4]
print(l.__sizeof__())

40
48
56
64
72

元组的存储方式，如下所示：

l=()
print(l.__sizeof__())
l=(1,)
print(l.__sizeof__())
l=(1,2)
print(l.__sizeof__())
l=(1,2,3)
print(l.__sizeof__())
l=(1,2,3,4)
print(l.__sizeof__())

24
32
40
48
56

存储同样的元素，元组使用的存储空间更小，要少16个字节。这是因为列表是动态的，所以列表中要存储指针，来指向对应的元素。另外，列表是可变的，所以需要额外存储已经分配的存储信息，因为它要知道现在已经存储了多少信息，还剩下多少，需不需要额外分配存储空间等等。所以，列表多出来的存储空间主要是：指针 + 存储空间长度。

如下例子可以看到列表存储空间的变化：

列表存储空间变化：

l=[]
print(f'列表：{l}')
print(l.__sizeof__())

l.append(1)#增加一个元素，存储空间增加32字节，由于添加的元素为int类型（8字节），那么可以存放32/8=4个元素。
print(f'列表：{l}')
print(l.__sizeof__())

l.append(2)#增加一个元素
print(f'列表：{l}')
print(l.__sizeof__())

l.append(3)
print(f'列表：{l}')
print(l.__sizeof__())

l.append(4)
print(f'列表：{l}')
print(l.__sizeof__())

l.append(5)#加入元素 5 之后，列表的空间不足，所以又额外分配了可以存储空间
print(f'列表：{l}')
print(l.__sizeof__())

列表：[]
40
列表：[1]
72
列表：[1, 2]
72
列表：[1, 2, 3]
72
列表：[1, 2, 3, 4]
72
列表：[1, 2, 3, 4, 5]
104

列表和元组的性能

从列表和元组的存储方式可以得出，元组的性能是优于列表的。

元组和列表的初始化性能比较：

import timeit

print(timeit.timeit(stmt='x=(1,2,3,4,5,6)',number=100000))
print(timeit.timeit(stmt='x=[1,2,3,4,5,6]',number=100000))

0.004769199999827833
0.01035909999973228