数据类型· 第1篇《元组和列表的性能分析、命名元组》

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作者:清菡
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  • 一、元组和列表
    • 1.元组和列表的性能分析
    • 2.为什么列表在 Python 中是最常用的呢?
    • 3.timeit 里面有个 Timer 类
    • 4.timeit 里面还有个直接用的 timeit 的方法,timeit.timeit()
    • 5.这 2 个方法有啥区别?
  • 二、命名元组
  • 三、命名元组有什么特点?

一、元组和列表

元组vs列表

1.元组和列表的性能分析

元组和列表用来存储数据,在元组和列表里面查询的时候,到底哪个更快呢?

计算创建元组和列表所需的时间:ipython 中使用timeit这个命令。

计算时间模块介绍:

import timeit
#timeit.timeit

可以用这个模块来测试函数的性能。

安装 ipython:pip install ipython

ipython 是个交互环境,就跟我们输入 Python 进去是一样的。只不过它外面做了一层封装,比 Python 交互环境更好用一点。

ipython 里面有一个命令叫做timeit,后面可以跟一个 Python 表达式。

例如定义一个列表在后面:

敲完这行命令,返回了一行时间。这个是在内存中初始化一个列表,如图可以看到创建了一千万次,时间是 48.4ns

可以看出,创建一个元组比创建一个列表要快得多。

元组的速度比列表要快 3 倍多。在内存里,当我们创建一个列表的时候,会划分一块区域出来,拿一块区域给列表来储存值。例如初始化,里面给它留了 20 个位置在这个列表里面储存值。

列表占用内存如图

当储存到一定程度,Python 解释器检测到列表快要盛满了的时候,它会对列表做一个扩容。

给扩容到 200,当存储到 150 的时候,发现又快存储满了,又会给你继续扩容。

随着数据的增多,底层会不断给这个列表扩容。

初始化一个元组,同样也是一千万次,只需 12.8ns

元组是一个不可变的类型。

比如定义的元组里面有 3 个元素,Python 解释器在给它分内存的时候,就给它分了 3 个格子。

这里面只能存 3 条数据,就这么大,所以元组占用的内存比列表要少。

元组和列表内存占用对比图

用一个列表存储 50 条数据和用一个元组存储 50 条数据,那么元组占用的内存要比列表小得多。

2.为什么列表在 Python 中是最常用的呢?

因为列表比较灵活,用列表的话,可以往里面不断得添加元素。如果元素固定的,那就用元组。

3.timeit 里面有个 Timer 类。

来看看这个类的源码:

timer=default_timer代表的是:创建一个列表、元组等,它要执行的一个次数。

看源码,默认是一千万次:

import timeit  # 这个模块可以用来做性能分析


def func():
    for i in range(10):
        print(i)

# 这个对象有个方法叫做timeit
res = timeit.Timer(func).timeit(100) # 把这个func函数传进去,运行100次,然后返回的是个时间
# timeit.Timer(func).timeit(100)中函数func是不需要加引号的,如果是字符串、列表这些需要加
# 引号放进去

print(res)

可以看到运行 100 次需要的时间是:0.0043269999999999975

4.timeit 里面还有个直接用的 timeit 的方法,timeit.timeit()

import timeit  # 这个模块可以用来做性能分析


def func():
    for i in range(10):
        print(i)

# 这个对象有个方法叫做timeit
# res = timeit.Timer(func).timeit(100) # 把这个func函数传进去,运行100次,然后返回的是个时间
# timeit.Timer(func).timeit(100)中函数func是不需要加引号的,如果是字符串、列表这些需要加引号放进去

# print(res)

res2 = timeit.timeit('[1,2,3]')
print(res2)

这个模块的作用: 大家写的功能函数,可以用它测下功能函数的速度,执行大概要多久。

默认是一千万次,结果如下:

如果列表不加引号直接传是会报错的:

提示不可被调用!

5.这 2 个方法有啥区别?

其实它们是一个东西。

二、命名元组

元组的性能是大大优于列表的。元组、列表在使用的时候,都是通过下标索引取值的。

下标索引取值不太人性化,如果我知道数据储存在元组里面,但是我不知道它具体储存的下标位置。这个时候找这个元素,还得先把下标找出来,知道下标再去拿,这样很不方便。

字典的话,这方面就比较有优势。数据是存储在字典里面的,只要通过键,就能把值找到。字典相对于元组和列表,有一定的优势和劣势。

命名元组使用的时候可以让元组像字典一样去取值。

例如,有个元组里面保存了 3 条数据:

创建一个命名元组的话,需要用到 Python 的一个内置模块from collections import namedtuple

import timeit  # 这个模块可以用来做性能分析
from collections import namedtuple
# namedtuple是个函数,创建命名元组可以通过这个函数来创建

def func():
    for i in range(10):
        print(i)

# 这个对象有个方法叫做timeit
# res = timeit.Timer(func).timeit(100) # 把这个func函数传进去,运行100次,然后返回的是个时间
# timeit.Timer(func).timeit(100)中函数func是不需要加引号的,如果是字符串、列表这些需要加引号放进去

# print(res)

res2 = timeit.timeit('[1,2,3]')

print(res2)


# 命名元组

# 如果知道里面储存的具体位置,可以通过下标取值。例如tu=[0]
# 如果我不知道名字存储在哪里,通过下标去取值就不好取了

# 命名元组可以使取值的时候像列表一样取

student_info = namedtuple('info_tuple',['name','age','gender']) # 这个函数接收2个参数,第一个参数是创建命名元组的类型的名字;
# 第二个参数的话,传一个列表
# 列表里写创建命名元组的一个命名,例如第一个元素命名为name
# 这个函数调用传了2个参数,返回出来一个对象。这个对象叫做student_info
# 通过这个对象student_info创建命名元组

tu = student_info('qinghan',18,'nv')
print(tu)

这个 tu 就是个命名元组。

student_info 是通过命名元组这个namedtuple函数创建命名元组类型:namedtuple('info_tuple',['name','age','gender'])

然后返回出来一个对象student_info

通过student_info这个对象传入对应的元组,定义元组的时候就通过这个对象把元素写进去,返回的就是命名元组。

三、命名元组有什么特点?

它取值的时候可以像字典一样取值,通过对应的键,找到对应的值。命名元组使用起来更像对象。

这样用:命名元组.name

这样就能找到 name 所对应的值:


import timeit  # 这个模块可以用来做性能分析
from collections import namedtuple
# namedtuple是个函数,创建命名元组可以通过这个函数来创建

def func():
    for i in range(10):
        print(i)

# 这个对象有个方法叫做timeit
# res = timeit.Timer(func).timeit(100) # 把这个func函数传进去,运行100次,然后返回的是个时间
# timeit.Timer(func).timeit(100)中函数func是不需要加引号的,如果是字符串、列表这些需要加引号放进去

# print(res)

res2 = timeit.timeit('[1,2,3]')

print(res2)


# 命名元组

# 如果知道里面储存的具体位置,可以通过下标取值。例如tu=[0]
# 如果我不知道名字存储在哪里,通过下标去取值就不好取了

# 命名元组可以使取值的时候像列表一样取

student_info = namedtuple('info_tuple',['name','age','gender']) # 这个函数接收2个参数,第一个参数是创建命名元组的类型的名字;
# 第二个参数的话,传一个列表
# 列表里写创建命名元组的一个命名,例如第一个元素命名为name
# 这个函数调用传了2个参数,返回出来一个对象。这个对象叫做student_info
# 通过这个对象student_info创建命名元组

tu = student_info('qinghan',18,'nv')
print(tu.name)

设定命名元组类型的时候,它返回的这个对象它里面只包含了传进去的这几个名字。

接下来,要创建命名元组的时候,元素和它一样多,名字和对应的元素的值是一一对应的,不能多,不能少。

否则就会报错:

print(type(tu)) # 看下它的类型

它返回的对象和类型名用的同一个名字。

print(type(student_info))

import timeit  # 这个模块可以用来做性能分析
from collections import namedtuple
# namedtuple是个函数,创建命名元组可以通过这个函数来创建

def func():
    for i in range(10):
        print(i)

# 这个对象有个方法叫做timeit
# res = timeit.Timer(func).timeit(100) # 把这个func函数传进去,运行100次,然后返回的是个时间
# timeit.Timer(func).timeit(100)中函数func是不需要加引号的,如果是字符串、列表这些需要加引号放进去

# print(res)

res2 = timeit.timeit('[1,2,3]')

print(res2)


# 命名元组

# 如果知道里面储存的具体位置,可以通过下标取值。例如tu=[0]
# 如果我不知道名字存储在哪里,通过下标去取值就不好取了

# 命名元组可以使取值的时候像列表一样取
# 设定命名元组类型
# student_info是个类
student_info = namedtuple('student_info',['name','age','gender']) # 这个函数接收2个参数,第一个参数是创建命名元组的类型的名字;
# 第二个参数的话,传一个列表
# 列表里写创建命名元组的一个命名,例如第一个元素命名为name
# 这个函数调用传了2个参数,返回出来一个对象。这个对象叫做student_info
# 通过这个对象student_info创建命名元组

tu = student_info('qinghan',18,'nv')
print(tu.name)

print(type(tu)) # 看下它的类型
print(type(student_info))
# 因为student_info是个类,所以看student_info的type就是个type。随便看哪个类都是一样的。

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posted @ 2020-12-15 08:11  清菡  阅读(183)  评论(0编辑  收藏  举报