我有以下问题。
给定一个整数列表
L
,我需要生成所有子列表L[k:]
for k in [0, len(L) - 1]
,而不生成副本。
如何在Python中完成此操作?以某种方式使用缓冲区对象?
答案 0 :(得分:89)
切片列表不会生成列表中对象的副本;它只是复制对它们的引用。这就是问题的答案。
首先,让我们测试基本声明。我们可以证明,即使在整数等不可变对象的情况下,也只复制引用。以下是三个不同的整数对象,每个对象具有相同的值:
>>> a = [1000 + 1, 1000 + 1, 1000 + 1]
它们具有相同的值,但您可以看到它们是三个不同的对象,因为它们具有不同的id
s:
>>> map(id, a)
[140502922988976, 140502922988952, 140502922988928]
切片时,引用保持不变。没有创建新对象:
>>> b = a[1:3]
>>> map(id, b)
[140502922988952, 140502922988928]
使用具有相同值的不同对象表明复制过程不会对interning感到烦恼 - 它只是直接复制引用。
使用可变值进行测试会得到相同的结果:
>>> a = [{0: 'zero', 1: 'one'}, ['foo', 'bar']]
>>> map(id, a)
[4380777000, 4380712040]
>>> map(id, a[1:]
... )
[4380712040]
当然会复制引用本身。每个在64位计算机上花费8个字节。每个列表都有自己的72字节内存开销:
>>> for i in range(len(a)):
... x = a[:i]
... print('len: {}'.format(len(x)))
... print('size: {}'.format(sys.getsizeof(x)))
...
len: 0
size: 72
len: 1
size: 80
len: 2
size: 88
作为Joe Pinsonault reminds us,这种开销加起来。整数对象本身不是很大 - 它们比引用大三倍。因此,从绝对意义上说,这可以节省一些内存,但渐渐地,能够将多个列表作为“视图”放入同一个内存中可能会很好。
不幸的是,Python没有提供简单的方法来生成列表中“视图”的对象。或许我应该说“幸运”!这意味着您不必担心切片的来源;对原始的更改不会影响切片。总的来说,这使得对程序行为的推理变得更加容易。
如果您确实希望通过使用视图来节省内存,请考虑使用numpy
数组。切片numpy
数组时,内存在切片和原始数据之间共享:
>>> a = numpy.arange(3)
>>> a
array([0, 1, 2])
>>> b = a[1:3]
>>> b
array([1, 2])
当我们修改a
并再次查看b
时会发生什么?
>>> a[2] = 1001
>>> b
array([ 1, 1001])
但这意味着你必须确保在修改一个对象时,你不会无意中修改另一个对象。这是你使用numpy
时的权衡:减少计算机的工作量,为程序员做更多的工作!
答案 1 :(得分:20)
根据您的操作,您可以使用islice
。
由于它是通过迭代操作的,因此它不会创建新的列表,而只是创建迭代器,原始列表中的yield
元素按其范围请求。
答案 2 :(得分:4)
islice
的一种简单替代方案,它不需要遍历不需要的列表项:
def listslice(xs, *args):
for i in range(len(xs))[slice(*args)]:
yield xs[i]
用法:
>>> xs = [0, 2, 4, 6, 8, 10]
>>> for x in listslice(xs, 2, 4):
... print(x)
4
6
答案 3 :(得分:1)
我写了一个ListView
类,避免了复制列表的书脊:
https://gist.github.com/3noch/b5f3175cfe39aea71ca4d07469570047
这支持嵌套切片,以便您可以继续切片到视图以缩小视图。例如:ListView(list(range(10)))[4:][2:][1] == 7
。
请注意,这还没有完全解决,当基础列表和测试套件一起发生突变时,还应该进行大量错误检查。
答案 4 :(得分:0)
通常,列表切片是最好的选择。
这是一个快速的性能比较:
from timeit import timeit
from itertools import islice
for size in (10**4, 10**5, 10**6):
L = list(range(size))
S = size // 2
def sum_slice(): return sum(L[S:])
def sum_islice(): return sum(islice(L, S, None))
def sum_for(): return sum(L[i] for i in range(S, len(L)))
assert sum_slice() == sum_islice()
assert sum_slice() == sum_for()
for method in (sum_slice, sum_islice, sum_for):
print(f'Size={size}, method={method.__name__}, time={timeit(method, number=1000)} ms')
结果:
Size=10000, method=sum_slice, time=0.0298 ms
Size=10000, method=sum_islice, time=0.0449 ms
Size=10000, method=sum_for, time=0.2500 ms
Size=100000, method=sum_slice, time=0.3262 ms
Size=100000, method=sum_islice, time=0.4492 ms
Size=100000, method=sum_for, time=2.4849 ms
Size=1000000, method=sum_slice, time=5.4092 ms
Size=1000000, method=sum_islice, time=5.1139 ms
Size=1000000, method=sum_for, time=26.198 ms