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我們?cè)谇皫灼恼轮幸来谓榻B了列表的特性和用法、列表推導(dǎo)式、列表的底層實(shí)現(xiàn)。今天來(lái)聊一聊列表在實(shí)際開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用場(chǎng)景。

在開(kāi)發(fā)中，選用何種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是由我們面對(duì)的數(shù)據(jù)特征和業(yè)務(wù)場(chǎng)景決定的。

數(shù)據(jù)是單個(gè)的還是批量的，是小規(guī)模的還是海量的?

數(shù)據(jù)是獨(dú)立的還是彼此關(guān)聯(lián)的?

數(shù)據(jù)的生成是隨機(jī)的還是有先后順序的?

數(shù)據(jù)的用途是什么?會(huì)不會(huì)頻繁讀寫(xiě)?只讀多還是修改多?

數(shù)據(jù)是否應(yīng)用于多線程環(huán)境?

......(此處省略 N 多情形。)

一旦確定了數(shù)據(jù)特征和業(yè)務(wù)場(chǎng)景，我們就可以從開(kāi)發(fā)工具箱中選擇合適的工具了。

對(duì)于 list 而言，首先它是一個(gè)對(duì)象集合，你可以在處理批量數(shù)據(jù)時(shí)使用 list。

>>> alist =[i for i inrange(21)] 
>>> alist 
[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20] 
>>> alist.append(2021) 
>>> alist 
[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,2021] 

我們知道，tuple 也可以用來(lái)存儲(chǔ)多個(gè)對(duì)象，但是 tuple 是不可變的，一旦初始化，無(wú)法再增減其中的元素的個(gè)數(shù)。tuple 從語(yǔ)法上保證了元素?cái)?shù)目不會(huì)被修改。

如果你恰好不希望別人向數(shù)據(jù)集中增刪元素，你應(yīng)該優(yōu)先使用 tuple，而非list。反過(guò)來(lái)，如果你需要?jiǎng)討B(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)集合中的元素的個(gè)數(shù)，那就應(yīng)該選擇 list。

這是否意味著所有動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)集都可以使用 list 呢?非也。

如果你的數(shù)據(jù)很少被修改，絕大部分時(shí)間都是被讀取的，這很適合使用 list 來(lái)存儲(chǔ)。因?yàn)?list 為我們提供了索引和切片操作，可以快速訪問(wèn)其中的元素。

>>> alist 
[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,2021] 
>>> alist[10] 
10 
>>> alist[3:9] 
[3,4,5,6,7,8] 
>>> alist[3:9:2] 
[3,5,7] 

如果你僅僅使用 append() 在 list 尾部追加元素，或者刪除 list 尾部元素，那也可以放心使用 list。因?yàn)椋诹斜砟┪蔡砑雍蛣h除元素非?？?。

>>> stack =[3,4,5] 
>>> stack.append(6) 
>>> stack.append(7) 
>>> stack 
[3,4,5,6,7] 
>>> stack.pop() 
7 
>>> stack 
[3,4,5,6] 
>>> stack.pop() 
6 
>>> stack 
[3,4,5] 

這種情形下，list 其實(shí)就用作棧(stack)了。

但是，如果你的程序需要頻繁在 list 頭部或中間插入或刪除元素，list 就不太適合你的需求了。

因?yàn)?，list 底層是通過(guò)變長(zhǎng)數(shù)組實(shí)現(xiàn)的。在數(shù)組頭部或中間插入或刪除元素，需要逐個(gè)移動(dòng)插入位置之后的每個(gè)元素。這在數(shù)據(jù)量大時(shí)會(huì)消耗大量時(shí)間，效率低下。

而在常見(jiàn)的業(yè)務(wù)場(chǎng)景中，頻繁增刪中間元素的操作多見(jiàn)于鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)(如鏈表)，在線性存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)(如數(shù)組)中并不多見(jiàn)。

如果想在 Python 中使用鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，可以使用 collections.deque。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，collections.deque 也不是一個(gè)完全的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，它是一個(gè)帶有塊(block)數(shù)據(jù)的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)。每個(gè) block 都是一個(gè)線性數(shù)組。

我們來(lái)看一個(gè)需要頻繁在數(shù)據(jù)集的首尾執(zhí)行操作的場(chǎng)景：隊(duì)列(queue)。

隊(duì)列是一個(gè)先進(jìn)先出(FIFO)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)從尾部插入，從頭部取出。就好像我們?nèi)粘Ｅ抨?duì)一樣。

由于需要頻繁刪除頭部元素，list 也不適合用作隊(duì)列。很多初學(xué)者僅從list 這個(gè)單詞的字面意思來(lái)理解，就把 list 作為隊(duì)列來(lái)使用，這是欠妥的。

我們可以用 collections.deque 來(lái)實(shí)現(xiàn)隊(duì)列操作。

>>>from collections import deque 
>>> queue = deque(["Eric","John","Michael"]) 
>>> queue.append("Terry") 
>>> queue.append("Graham") 
>>> queue 
deque(['Eric','John','Michael','Terry','Graham']) 
>>>  
>>> queue.popleft() 
'Eric' 
>>> queue.popleft() 
'John' 
>>> queue 
deque(['Michael','Terry','Graham']) 

總結(jié)一下。

list 適用于處理動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)集，特別適合用于讀操作遠(yuǎn)多于寫(xiě)操作的場(chǎng)景。

list 可用來(lái)實(shí)現(xiàn)棧操作。

List 不適合用作隊(duì)列，可使用 collections.deque 來(lái)實(shí)現(xiàn)隊(duì)列操作。

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