在Python中從列表開頭刪除元素便宜嗎？

Question

我正在編寫一個程序，該程序在數據列表的前面或后面進行了大量刪除操作，而不是在中間進行刪除。

我知道刪除最后一個元素很便宜，但是刪除第一個元素又如何呢？ 例如，假設列表A的地址為4000 ，因此元素0為4000 ，元素1為4001 。

刪除元素0然后只是使編譯器將列表A的地址放在4001 ，還是將4001元素1移到4000的位置，並將所有其他元素下移1 ？

Answer 1

不，它並不便宜。 從列表的list.pop(0)刪除元素list.pop(0)例如，使用list.pop(0) ）是O(N)操作， 應避免 。 同樣，在開頭插入元素（使用list.insert(0, <value>) ）同樣效率低下。

這是因為在調整列表大小之后，必須更改其元素。 對於CPython，在l.pop(0)情況下， 這是通過memmove完成的，而對於l.insert(0, <value>) ， 則通過循環存儲的項來實現移位 。

列表是專為快速隨機訪問和O(1)對他們的最終操作。

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但是，由於通常是執行此操作，因此應考慮使用collections模塊中的deque （如@ayhan在評論中建議的那樣）。 deque上的文檔還強調了list對象不適合這些操作的方式：

盡管列表對象支持類似的操作，但它們針對快速定長操作進行了優化，並且會為pop(0)和insert(0, v)操作產生O(n)內存移動成本，這會改變基礎數據表示的大小和位置。

^{（強調我的）}

deque數據結構為兩側（開頭和結尾）提供O(1)復雜性，分別為appendleft和end使用appendleft / popleft和append / pop方法。

當然，對於較小的列表，這會導致一些額外的空間需求（由於deque的結構），通常不需要考慮（並且正如@juanpa在評論中指出的那樣，並不總是如此），因為列表的大小增長。 最后，正如@ShadowRanger富有洞察力的評論所指出的那樣，由於序列大小非常小，因此從前面彈出或插入的問題變得無關緊要，以至於實際上變得無關緊要。

簡而言之，對於包含很多項目的列表，如果需要從兩側快速添加/彈出，請使用deque ；否則，如果您要隨機訪問並追加到末尾，請使用list 。

Answer 2

從Python中的列表開頭刪除元素是O（n），而從collections的結尾刪除元素。deque僅為O（1）。 因此，雙端隊列對您的目的非常有用，但是應該注意，從雙端隊列的中間進行訪問或添加/刪除比列表的開銷更大。

刪除的O（n）成本是因為CPython中的列表只是實現為一個指針數組，因此您對每個元素的轉換成本的直覺是正確的。

這可以在Wiki上的Python TimeComplexity頁面中看到。