Python列表类型性能测试以及内置字典操作的时间复杂度分析

系统 1467 0

timeit模块

timeit模块可以用来测试一小段Python代码的执行速度。

class timeit.Timer(stmt='pass', setup='pass', timer= )

Timer是测量小段代码执行速度的类。
stmt参数是要测试的代码语句(statment);
setup参数是运行代码时需要的设置;
timer参数是一个定时器函数,与平台有关。

timeit.Timer.timeit(number=1000000)

Timer类中测试语句执行速度的对象方法。number参数是测试代码时的测试次数,默认为1000000次。方法返回执行代码的平均耗时,一个float类型的秒数。

List的操作测试

            
              
                import
              
               timeit


              
                def
              
              
                test1
              
              
                (
              
              
                )
              
              
                :
              
              
                '''
		通过append方法添加数据
	'''
              
              
    li 
              
                =
              
              
                [
              
              
                ]
              
              
                for
              
               i  
              
                in
              
              
                range
              
              
                (
              
              
                10000
              
              
                )
              
              
                :
              
              
        li
              
                .
              
              append
              
                (
              
              i
              
                )
              
              
                def
              
              
                test5
              
              
                (
              
              
                )
              
              
                :
              
              
                '''
		通过insert方法添加数据
	'''
              
              
    li 
              
                =
              
              
                [
              
              
                ]
              
              
                for
              
               i 
              
                in
              
              
                range
              
              
                (
              
              
                10000
              
              
                )
              
              
                :
              
              
        li
              
                .
              
              insert
              
                (
              
              
                0
              
              
                ,
              
              i
              
                )
              
              
                def
              
              
                test2
              
              
                (
              
              
                )
              
              
                :
              
              
                '''
		通过列表相加添加数据
	'''
              
              
    li 
              
                =
              
              
                [
              
              
                ]
              
              
                for
              
               i 
              
                in
              
              
                range
              
              
                (
              
              
                10000
              
              
                )
              
              
                :
              
              
        li 
              
                =
              
               li 
              
                +
              
              
                [
              
              i
              
                ]
              
              
                def
              
              
                test3
              
              
                (
              
              
                )
              
              
                :
              
              
                '''
		通过推导式添加数据
	'''
              
              
    li 
              
                =
              
              
                [
              
              i 
              
                for
              
               i 
              
                in
              
              
                range
              
              
                (
              
              
                10000
              
              
                )
              
              
                ]
              
              
                def
              
              
                test4
              
              
                (
              
              
                )
              
              
                :
              
              
                '''
		通过list方法添加数据
	'''
              
              
    li 
              
                =
              
              
                list
              
              
                (
              
              
                range
              
              
                (
              
              
                10000
              
              
                )
              
              
                )
              
              
                '''
    因为timeit测试是另外开一个模块测试,所以第二参数中,需要导入要测试函数
    当前模块的模块名称为= __main__
'''
              
              
timer1 
              
                =
              
               timeit
              
                .
              
              Timer
              
                (
              
              
                'test1()'
              
              
                ,
              
              
                'from __main__ import test1'
              
              
                )
              
              
timer5 
              
                =
              
               timeit
              
                .
              
              Timer
              
                (
              
              
                'test5()'
              
              
                ,
              
              
                'from __main__ import test5'
              
              
                )
              
              
timer2 
              
                =
              
               timeit
              
                .
              
              Timer
              
                (
              
              
                'test2()'
              
              
                ,
              
              
                'from __main__ import test2'
              
              
                )
              
              
timer3 
              
                =
              
               timeit
              
                .
              
              Timer
              
                (
              
              
                'test3()'
              
              
                ,
              
              
                'from __main__ import test3'
              
              
                )
              
              
timer4 
              
                =
              
               timeit
              
                .
              
              Timer
              
                (
              
              
                'test4()'
              
              
                ,
              
              
                'from __main__ import test4'
              
              
                )
              
              
                # 测试100次
              
              
                print
              
              
                (
              
              
                'append :%f'
              
              
                %
              
              timer1
              
                .
              
              timeit
              
                (
              
              number
              
                =
              
              
                100
              
              
                )
              
              
                )
              
              
                print
              
              
                (
              
              
                'insert :%f'
              
              
                %
              
              timer5
              
                .
              
              timeit
              
                (
              
              number
              
                =
              
              
                100
              
              
                )
              
              
                )
              
              
                print
              
              
                (
              
              
                '[]+[] :%f'
              
              
                %
              
              timer2
              
                .
              
              timeit
              
                (
              
              number
              
                =
              
              
                100
              
              
                )
              
              
                )
              
              
                print
              
              
                (
              
              
                '[i for] :%f'
              
              
                %
              
              timer3
              
                .
              
              timeit
              
                (
              
              number
              
                =
              
              
                100
              
              
                )
              
              
                )
              
              
                print
              
              
                (
              
              
                'list() :%f'
              
              
                %
              
              timer4
              
                .
              
              timeit
              
                (
              
              number
              
                =
              
              
                100
              
              
                )
              
              
                )
              
              
                ''' 输出
append :0.171303
insert :2.461631
[]+[] :15.466849
[i for] :0.049168
list() :0.029723
'''
              
            
          

输出结果:

            
              append 
              
                :
              
              
                0.171303
              
              
insert 
              
                :
              
              
                2.461631
              
              
                [
              
              
                ]
              
              
                +
              
              
                [
              
              
                ]
              
              
                :
              
              
                15.466849
              
              
                [
              
              i 
              
                for
              
              
                ]
              
              
                :
              
              
                0.049168
              
              
                list
              
              
                (
              
              
                )
              
              
                :
              
              
                0.029723
              
            
          

结论

来个列表相加[] + []操作是非常耗费时间
insert操作比较耗费时间

pop测试

            
              x 
              
                =
              
              
                range
              
              
                (
              
              
                2000000
              
              
                )
              
              
pop_zero 
              
                =
              
               Timer
              
                (
              
              
                "x.pop(0)"
              
              
                ,
              
              
                "from __main__ import x"
              
              
                )
              
              
                print
              
              
                (
              
              
                "pop_zero "
              
              
                ,
              
              pop_zero
              
                .
              
              timeit
              
                (
              
              number
              
                =
              
              
                1000
              
              
                )
              
              
                ,
              
              
                "seconds"
              
              
                )
              
              
x 
              
                =
              
              
                range
              
              
                (
              
              
                2000000
              
              
                )
              
              
pop_end 
              
                =
              
               Timer
              
                (
              
              
                "x.pop()"
              
              
                ,
              
              
                "from __main__ import x"
              
              
                )
              
              
                print
              
              
                (
              
              
                "pop_end "
              
              
                ,
              
              pop_end
              
                .
              
              timeit
              
                (
              
              number
              
                =
              
              
                1000
              
              
                )
              
              
                ,
              
              
                "seconds"
              
              
                )
              
              
                # ('pop_zero ', 1.9101738929748535, 'seconds')
              
              
                # ('pop_end ', 0.00023603439331054688, 'seconds')
              
            
          

测试pop操作:从结果可以看出,pop最后一个元素的效率远远高于pop第一个元素

list内置操作的时间复杂度

操作 时间复杂度 描述
index[] O(1) index[索引] 查找操作
index赋值 O(1) index[索引] = 值 赋值操作
append O(1)) append追加操作
pop() O(1) pop()方法操作的
pop(i) O(n) n为操作list的size
insert(i,item) O(n) n为list的size
del操作 O(n) n为list的size
iteration O(n) n为list的size. 遍历操作
contains O(n) n为list的size

dict内置操作的时间复杂度

操作 时间复杂度 描述
copy O(n) 浅拷贝操作 n为dict的size
get item O(1) 获取字典值
set item O(1)) 这是字典值
delete item O(1) 删除字典值
iteration O(n) n为dictt的size. 遍历操作
contains O(1)) n为list的size

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