這兩個python代碼之間的時間復雜度差異是多少？

Question

我想在 python 中做一個字符串賦值。 但是，在 python 中，'str' 對象不支持項目分配。 如果我想做這個作業， s[head] = s[tail] ，我想出兩個想法：
1.
s[:head]+s[tail]+s[(head+1):tail]+s[head]+s[(tail+1):]
2.

temp = list(s)
temp[head] = temp[tail]
s = ''.join(temp)

我的問題是這兩者之間的時間復雜度是多少？ 當我嘗試一些大型示例時，我發現第二個解決方案比第一個解決方案更快，但我不知道為什么。 有人可以為我解釋一下嗎？

Answer 1

當您使用+連接 2 個字符串時，必須分配一個新的字符串對象，並且必須將 2 個源字符串復制到其中。

因此，在您的第一個選項中，您將通過切片創建 5 個新字符串，然后在連接操作期間創建另外 4 個字符串。 總共有 9 個字符串分配和復制操作，然后需要取消分配 8 個中間字符串。

在您的第二個選項中，您從字符串創建一個列表，修改列表項之一，然后加入結果列表。 str.join方法比一對一連接更有效，因為它分兩個階段進行。 在第一階段，它掃描列表中的字符串以確定目標字符串所需的總長度，分配該字符串，然后在第二階段再次掃描列表以復制字符串數據。 （FWIW，這使得將列表理解傳遞給.join比將其傳遞給等效的生成器表達式更有效，因為.join必須將 gen exp 運行到列表中才能執行其 2 次掃描）。

自 Python 2.5 (IIRC) 以來，字符串連接已被優化，以提高a = a + b和a = b + a連接的速度，但對於更一般的情況，可以做的並不多，即使是簡單的情況，我也只是提到當字符串長度大於 1000 左右時，它比使用.join慢得多。

但是，這些操作的確切速度取決於您使用的 Python 版本。 當然，為了公平地比較+與.join我們不需要為它們執行相同的操作計時，而您的算法不會這樣做。

正如 Stefan 在評論中指出的那樣，對於您的算法.join實際上可能更慢，即使對於大字符串也是如此。 底線是：編碼時要注意通用的 Python 習語，但通用規則不能替代測量。 因此，對在典型數據上運行的實際代碼進行速度測試，並在您的軟件 + 硬件上運行。 如果可行，請使用最新版本的 Python。 （OTOH，某些字符串操作在 Python 2 上實際上可以更快，因為它們是使用 ASCII/Latin1 字節字符串而不是完整的 Unicode 字符串完成的）。