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Python:修改列表时的内存使用和优化
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Stack Overflow用户
提问于 2010-04-13 23:54:08
回答 4查看 6.5K关注 0票数 20

问题所在

我关心的是:我在一个经典的python列表中存储了一个相对较大的数据集,为了处理这些数据,我必须对列表进行多次迭代,对元素执行一些操作,并且经常从列表中弹出一个项。

似乎从Python列表中删除一项的成本为O(N),因为Python必须将当前元素上的所有项复制到一个位置。此外,由于要删除的项的数量与列表中元素的数量大致成正比,这导致了O(N^2)算法。

我希望找到一个经济高效的解决方案(时间和内存方面)。我已经研究了我可以在互联网上找到的东西,并总结了下面我的不同选择。哪一个是最好的候选人?

保留本地索引:

while processingdata:
    index = 0
    while index < len(somelist):
        item = somelist[index]
        dosomestuff(item)
        if somecondition(item):
            del somelist[index]
        else:
            index += 1

这是我最初提出的解决方案。这不仅不是很优雅,而且我希望有更好的方法来做到这一点,保持时间和内存的效率。

向后遍历列表:

while processingdata:
    for i in xrange(len(somelist) - 1, -1, -1):
        dosomestuff(item)
        if somecondition(somelist, i):
            somelist.pop(i)

这避免了递增索引变量,但最终具有与原始版本相同的成本。它还打破了dosomestuff(项)的逻辑,它希望以与原始列表中出现的顺序相同的顺序处理它们。

创建一个新的列表:

while processingdata:
    for i, item in enumerate(somelist):
        dosomestuff(item)
    newlist = []
    for item in somelist:
        if somecondition(item):
            newlist.append(item)
    somelist = newlist
    gc.collect()

对于从列表中删除元素来说,这是一个非常幼稚的策略,并且需要大量内存,因为必须对列表进行几乎完整的复制。

使用列表理解:

while processingdata:
    for i, item in enumerate(somelist):
        dosomestuff(item)
    somelist[:] = [x for x in somelist if somecondition(x)]

这是非常优雅的,但在幕后,它再次遍历整个列表,并且必须复制其中的大多数元素。我的直觉是,这个操作的成本可能比原始的del语句更高,至少在内存方面是这样。请记住,somelist可能很庞大,任何每次只迭代一次的解决方案都可能总是成功的。

使用filter函数:

while processingdata:
    for i, item in enumerate(somelist):
        dosomestuff(item)
    somelist = filter(lambda x: not subtle_condition(x), somelist)

这也会创建一个占用大量RAM的新列表。

使用itertools的filter函数:

from itertools import ifilterfalse
while processingdata:
     for item in itertools.ifilterfalse(somecondtion, somelist):
         dosomestuff(item)

这个版本的filter调用不会创建新的列表,但也不会对每个项目调用dosomestuff,从而破坏了算法的逻辑。我包含这个例子只是为了创建一个详尽的列表。

在遍历时在列表中向上移动项目

while processingdata:
    index = 0
    for item in somelist:
        dosomestuff(item)
        if not somecondition(item):
            somelist[index] = item
            index += 1
    del somelist[index:]

这是一种微妙的方法,似乎具有成本效益。我想它会移动每一项(或者指向每一项的指针?)只有一次,结果是O(N)算法。最后,我希望Python足够智能,可以在最后调整列表的大小,而不会为列表的新副本分配内存。不过,我不确定。

放弃Python列表:

class Doubly_Linked_List:
    def __init__(self):
        self.first = None
        self.last = None
        self.n = 0
    def __len__(self):
        return self.n
    def __iter__(self):
        return DLLIter(self)
    def iterator(self):
        return self.__iter__()
    def append(self, x):
        x = DLLElement(x)
        x.next = None
        if self.last is None:
            x.prev = None
            self.last = x
            self.first = x
            self.n = 1
        else:
            x.prev = self.last
            x.prev.next = x
            self.last = x
            self.n += 1

class DLLElement:
    def __init__(self, x):
    self.next = None
    self.data = x
    self.prev = None

class DLLIter:
    etc...

这种类型的对象在一定程度上类似于python列表。然而,元素的删除保证为O(1)。我不想在这里讨论,因为这几乎在任何地方都需要大量的代码重构。

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页面原文内容由Stack Overflow提供。腾讯云小微IT领域专用引擎提供翻译支持
原文链接:

https://stackoverflow.com/questions/2631053

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