Python列表和元组

最近都在用Python写一些脚本，用到一些基础的数据结构，今天来聊一聊Python中最常见的两种数据结构:列表(list)和元组(tuple)，这两种数据结构到底有哪些区别呢？

 

一、共同点

1、列表和元组，都是一个可以放置任意数据类型的有序集合。

比如：

l = [1, 2, 'hello', 'world'] # 列表中同时含有int和string类型的元素 l
[1, 2, 'hello', 'world']

tup = ('jason', 22) # 元组中同时含有int和string类型的元素 tup
('jason', 22)

2、列表和元组都支持负数索引，-1表示最后一个元素，-2表示倒数第二个 元素，以此类推。

l = [1, 2, 3, 4]
l[-1]
4

tup = (1, 2, 3, 4)
tup[-1]
4

3、列表和元组都支持切片操作。比如：

list = [1, 2, 3, 4]
l[1:3] # 返回列表中索引从1到2的子列表 [2, 3]


tup = (1, 2, 3, 4)
tup[1:3] # 返回元组中索引从1到2的子元组 (2, 3)

4、列表和元组都可以随意嵌套。比如：

l = [[1, 2, 3], [4, 5]] # 列表的每一个元素也是一个列表

tup = ((1, 2, 3), (4, 5, 6)) # 元组的每一个元素也是一元组

5、列表和元组相互转换.比如：

list((1, 2, 3))
[1, 2, 3]

tuple([1, 2, 3])
(1, 2, 3)

6、相同的内置函数。

l = [3, 2, 3, 7, 8, 1]
l.count(3)
2
l.index(7)
3
l.reverse()
l
[1, 8, 7, 3, 2, 3]
l.sort()
l
[1, 2, 3, 3, 7, 8]

tup = (3, 2, 3, 7, 8, 1)
tup.count(3)
2
tup.index(7)
3
list(reversed(tup))
[1, 8, 7, 3, 2, 3]
sorted(tup)
[1, 2, 3, 3, 7, 8]

二、区别点

1、列表是动态，元组是静态

• 列表是动态的，长度大小不固定，可以随意地增加、删减或者改变元素(mutable)。
• 元组是静态的，长度大小固定，无法增加删减或者改变(immutable)。

下面举例说明下，list中可以随意更改指定位置的值，而元组不能。

l = [1, 2, 3, 4]
l[3] = 40 # 和很多语言类似，python中索引同样从0开始，l[3]表示访问列表的第四个元素 l
[1, 2, 3, 40]

tup = (1, 2, 3, 4)
tup[3] = 40
Traceback (most recent call last):
    File "<stdin>", line 1, in <module>
  TypeError: 'tuple' object does not support item assignment

元组想要添加一个值，需要新建一个元组，然后将旧元素拷贝过去。而列表可以直接在后面添加即可。

tup = (1, 2, 3, 4)
new_tup = tup + (5, ) # 创建新的元组new_tup，并依次填充原元组的值 new _tup
(1, 2, 3, 4, 5)

l = [1, 2, 3, 4]
l.append(5) # 添加元素5到原列表的末尾 l
[1, 2, 3, 4, 5]

2、列表和元组存储方式的差异。

先看一个例子

l = [1, 2, 3]
l.__sizeof__()
64

tup = (1, 2, 3)
tup.__sizeof__()
48

对列表和元组，我们放置了相同的元素，但是元组的存储空间，却比列表要少16字节。由于列表是动态的，所以它需要存储指针，来指向对应的元素(上述例子中，对于int型，8字节)，

而额外存储分配的长度大小(8字节)，用于实时追踪列表 空间的使用情况，当空间不足时，及时分配额外空间。

 

l = []
l.__sizeof__() // 空列表的存储空间为40字节
40
l.append(1)
l.__sizeof__()
72 // 加入了元素1之后，列表为其分配了可以存储4个元素的空间 (72 - 40)/8 = 4 
l.append(2)
l.__sizeof__()
72 // 由于之前分配了空间，所以加入元素2，列表空间不变

从上面的例子看到，为了减小每次增加/删减操作时空间分配的 开销，Python每次分配空间时都会额外多分配一些，这样的机制(over-allocating)保证了其操作的高效 性:增加/删除的时间复杂度均为O(1)。

但是对于元组，情况就不同了。元组长度大小固定，元素不可变，所以存储空间固定。

 

三、使用场景

1. 如果存储的数据和数量不变，比如你有一个函数，需要返回的是一个地点的经纬度，然后直接传给前端 渲染，那么肯定选用元组更合适。
2. 如果存储的数据或数量是可变的，比如社交平台上的一个日志功能，是统计一个用户在一周之内看了哪 些用户的帖子，那么则用列表更合适。

另外，极客时间 Python技术核心与实战 课程内容真的不错。值得去看下，在这里有免费文档可以下载。

https://sn9.us/dir/2679089-4373423-9e1229

---

如果您觉得阅读本文对您有帮助，请点一下“推荐”按钮，您的“推荐”将是我最大的写作动力！欢迎各位转载，但是未经作者本人同意，转载文章之后必须在文章页面明显位置给出作者和原文连接，否则保留追究法律责任的权利。