仅当元素尚未存在时，将元素添加到列表的最有效方法是什么？

Question

我在Python中有以下代码：

def point_to_index(point):
    if point not in points:
        points.append(point)
    return points.index(point)

这段代码非常低效，特别是因为我希望points增长到容纳几百万个元素。

如果该点不在列表中，我将遍历列表3次：

1. 寻找它，并决定它不存在
2. 转到列表的末尾并添加一个新元素
3. 转到列表的末尾，直到找到索引

如果是在列表中，我穿越了两遍：1.寻找它，并决定它是有2去几乎到了列表的末尾，直到我找到指数

有没有更有效的方法来做到这一点？ 例如，我知道：

• 我更有可能用一个不在列表中的点来调用此函数。
• 如果该点在列表中，那么它可能比在开头时接近结尾。

所以，如果我有这条线：

if point not in points:

从结尾到开头搜索列表，当点已经在列表中时，它将提高性能。

但是，我不想这样做：

if point not in reversed(points):

因为我认为reversed(points)本身会带来巨大的代价。

我也不想在列表的开头添加新的点（假设我知道如何在Python中这样做）因为这会改变索引，索引必须保持不变才能使算法工作。

我能想到的唯一改进是只使用一次传递来实现该功能，如果可能的话，从最后到开始。 底线是：

• 有没有办法做到这一点？
• 有没有更好的方法来优化功能？

编辑：我已经得到了只用一次通过实现这个的建议。 index()有没有办法从最后到开头？

编辑：人们已经问过为什么索引是关键的。 我正在尝试使用OFF文件格式描述3D表面。 此格式使用其顶点和面来描述曲面。 首先列出顶点，然后使用顶点索引列表描述面。 这就是为什么一旦我向列表中添加一个漩涡，它的索引就不能改变。

编辑：有一些建议（如igor ）使用dict。 这是扫描列表的好方法。 但是，当我完成后，我需要按照创建的顺序打印出列表。 如果我使用dict，我需要打印出按值排序的键。 有没有一个好方法呢？

编辑：我实施了www.brool.com的建议 。 这是最简单，最快速的。 它本质上是一个有序的Dict，但没有开销。 表现很棒！

Answer 1

你想使用一套 ：

>>> x = set()
>>> x
set([])
>>> x.add(1)
>>> x
set([1])
>>> x.add(1)
>>> x
set([1])

集合仅包含您添加的任何项目的一个实例，并且比手动迭代列表更有效。

如果您以前没有在Python中使用过套点，那么这个wikibooks页面看起来就像一个很好的入门。

Answer 2

这将最多遍历一次：

def point_to_index(point):
    try: 
        return points.index(point)
    except ValueError:
        points.append(point)
        return len(points)-1

您可能还想尝试此版本，其中考虑到匹配可能接近列表的末尾。 请注意，即使在非常大的列表上， reversed()也几乎没有成本 - 它不会创建副本，也不会多次遍历列表。

def point_to_index(point):
    for index, this_point in enumerate(reversed(points)):
        if point == this_point:
            return len(points) - (index+1)
    else:
        points.append(point)
        return len(points)-1

您可能还会考虑保留并行dict或一set点来检查成员资格，因为这两种类型都可以在O（1）中进行成员资格测试。 当然，会有大量的内存成本。

显然，如果以某种方式对点进行排序，那么您将有许多其他选项来加速此代码，特别是使用二进制搜索进行成员资格测试。

Answer 3

如果您担心内存使用情况，但想要优化常见情况，请保留包含最后n个点及其索引的字典。 points_dict = dictionary，max_cache =缓存的大小。

def point_to_index(point):
    try:
        return points_dict.get(point, points.index(point))
    except:
        if len(points) >= max_cache:
            del points_dict[points[len(points)-max_cache]]
        points.append(point)
        points_dict[points] = len(points)-1
        return len(points)-1

Answer 4

def point_to_index(point):
    try:
        return points.index(point)
    except:
        points.append(point)
        return len(points)-1

更新：在Nathan的异常代码中添加。

Answer 5

正如其他人所说，考虑使用set或dict。 你不解释为什么你需要索引。 如果他们只需要为点分配唯一ID（我不能轻易想出使用它们的另一个原因），那么dict确实会更好地工作，例如，

points = {}
def point_to_index(point):
    if point in points:
        return points[point]
    else:
       points[point] = len(points)
       return len(points) - 1

Answer 6

你真正想要的是一个有序的字典（键插入确定顺序）：

• 食谱： http ： //code.activestate.com/recipes/107747/
• PEP： http ： //www.python.org/dev/peps/pep-0372/