在Python中从列表开头删除元素便宜吗？

Question

我正在编写一个程序，该程序在数据列表的前面或后面进行了大量删除操作，而不是在中间进行删除。

我知道删除最后一个元素很便宜，但是删除第一个元素又如何呢？ 例如，假设列表A的地址为4000 ，因此元素0为4000 ，元素1为4001 。

删除元素0然后只是使编译器将列表A的地址放在4001 ，还是将4001元素1移到4000的位置，并将所有其他元素下移1 ？

Answer 1

不，它并不便宜。 从列表的list.pop(0)删除元素list.pop(0)例如，使用list.pop(0) ）是O(N)操作， 应避免 。 同样，在开头插入元素（使用list.insert(0, <value>) ）同样效率低下。

这是因为在调整列表大小之后，必须更改其元素。 对于CPython，在l.pop(0)情况下， 这是通过memmove完成的，而对于l.insert(0, <value>) ， 则通过循环存储的项来实现移位 。

列表是专为快速随机访问和O(1)对他们的最终操作。

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但是，由于通常是执行此操作，因此应考虑使用collections模块中的deque （如@ayhan在评论中建议的那样）。 deque上的文档还强调了list对象不适合这些操作的方式：

尽管列表对象支持类似的操作，但它们针对快速定长操作进行了优化，并且会为pop(0)和insert(0, v)操作产生O(n)内存移动成本，这会改变基础数据表示的大小和位置。

^{（强调我的）}

deque数据结构为两侧（开头和结尾）提供O(1)复杂性，分别为appendleft和end使用appendleft / popleft和append / pop方法。

当然，对于较小的列表，这会导致一些额外的空间需求（由于deque的结构），通常不需要考虑（并且正如@juanpa在评论中指出的那样，并不总是如此），因为列表的大小增长。 最后，正如@ShadowRanger富有洞察力的评论所指出的那样，由于序列大小非常小，因此从前面弹出或插入的问题变得无关紧要，以至于实际上变得无关紧要。

简而言之，对于包含很多项目的列表，如果需要从两侧快速添加/弹出，请使用deque ；否则，如果您要随机访问并追加到末尾，请使用list 。

Answer 2

从Python中的列表开头删除元素是O（n），而从collections的结尾删除元素。deque仅为O（1）。 因此，双端队列对您的目的非常有用，但是应该注意，从双端队列的中间进行访问或添加/删除比列表的开销更大。

删除的O（n）成本是因为CPython中的列表只是实现为一个指针数组，因此您对每个元素的转换成本的直觉是正确的。

这可以在Wiki上的Python TimeComplexity页面中看到。