資料型別· 第1篇《元組和列表的效能分析、命名元組》
阿新 • • 發佈：2020-12-15
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作者：清菡
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# 目錄
- 一、元組和列表
- 1.元組和列表的效能分析
- 2.為什麼列表在 Python 中是最常用的呢？
- 3.timeit 裡面有個 Timer 類
- 4.timeit 裡面還有個直接用的 timeit 的方法，timeit.timeit()
- 5.這 2 個方法有啥區別？
- 二、命名元組
- 三、命名元組有什麼特點？
## 一、元組和列表
### 1.元組和列表的效能分析
`元組和列表用來儲存資料，在元組和列表裡面查詢的時候，到底哪個更快呢？`
計算建立元組和列表所需的時間：ipython 中使用`timeit`這個命令。
**計算時間模組介紹：**
```python
import timeit
#timeit.timeit
```
可以用這個模組來測試函式的效能。
安裝 ipython：`pip install ipython`
ipython 是個互動環境，就跟我們輸入 Python 進去是一樣的。只不過它外面做了一層封裝，比 Python 互動環境更好用一點。
ipython 裡面有一個命令叫做`timeit`，後面可以跟一個 Python 表示式。
**例如定義一個列表在後面：**
敲完這行命令，返回了一行時間。這個是在記憶體中初始化一個列表，如圖可以看到建立了一千萬次，時間是 48.4ns
**可以看出，建立一個元組比建立一個列表要快得多。**
元組的速度比列表要快 3 倍多。在記憶體裡，當我們建立一個列表的時候，會劃分一塊區域出來，拿一塊區域給列表來儲存值。例如初始化，裡面給它留了 20 個位置在這個列表裡面儲存值。
當儲存到一定程度，Python 直譯器檢測到列表快要盛滿了的時候，它會對列表做一個擴容。
給擴容到 200，當儲存到 150 的時候，發現又快儲存滿了，又會給你繼續擴容。
**隨著資料的增多，底層會不斷給這個列表擴容。**
初始化一個元組，同樣也是一千萬次，只需 12.8ns
**元組是一個不可變的型別。**
比如定義的元組裡面有 3 個元素，Python 直譯器在給它分記憶體的時候，就給它分了 3 個格子。
這裡面只能存 3 條資料，就這麼大，所以元組佔用的記憶體比列表要少。
用一個列表儲存 50 條資料和用一個元組儲存 50 條資料，那麼元組佔用的記憶體要比列表小得多。
### 2.為什麼列表在 Python 中是最常用的呢？
因為列表比較靈活，用列表的話，可以往裡面不斷得新增元素。如果元素固定的，那就用元組。
### 3.timeit 裡面有個 Timer 類。
**來看看這個類的原始碼：**
`timer=default_timer`代表的是：建立一個列表、元組等，它要執行的一個次數。
**看原始碼，預設是一千萬次：**
```PYTHON
import timeit # 這個模組可以用來做效能分析
def func():
for i in range(10):
print(i)
# 這個物件有個方法叫做timeit
res = timeit.Timer(func).timeit(100) # 把這個func函式傳進去，執行100次，然後返回的是個時間
# timeit.Timer(func).timeit(100)中函式func是不需要加引號的，如果是字串、列表這些需要加
# 引號放進去
print(res)
```
可以看到執行 100 次需要的時間是：0.0043269999999999975
### 4.timeit 裡面還有個直接用的 timeit 的方法，timeit.timeit()
```PYTHON
import timeit # 這個模組可以用來做效能分析
def func():
for i in range(10):
print(i)
# 這個物件有個方法叫做timeit
# res = timeit.Timer(func).timeit(100) # 把這個func函式傳進去，執行100次，然後返回的是個時間
# timeit.Timer(func).timeit(100)中函式func是不需要加引號的，如果是字串、列表這些需要加引號放進去
# print(res)
res2 = timeit.timeit('[1,2,3]')
print(res2)
```
**這個模組的作用：** 大家寫的功能函式，可以用它測下功能函式的速度，執行大概要多久。
**預設是一千萬次，結果如下：**
**如果列表不加引號直接傳是會報錯的：**
提示不可被呼叫！
### 5.這 2 個方法有啥區別？
其實它們是一個東西。
## 二、命名元組
元組的效能是大大優於列表的。元組、列表在使用的時候，都是通過下標索引取值的。
下標索引取值不太人性化，如果我知道資料儲存在元組裡面，但是我不知道它具體儲存的下標位置。這個時候找這個元素，還得先把下標找出來，知道下標再去拿，這樣很不方便。
字典的話，這方面就比較有優勢。資料是儲存在字典裡面的，只要通過鍵，就能把值找到。字典相對於元組和列表，有一定的優勢和劣勢。
命名元組使用的時候可以讓元組像字典一樣去取值。
例如，有個元組裡面儲存了 3 條資料：
建立一個命名元組的話，需要用到 Python 的一個內建模組`from collections import namedtuple`
```PYTHON
import timeit # 這個模組可以用來做效能分析
from collections import namedtuple
# namedtuple是個函式，建立命名元組可以通過這個函式來建立
def func():
for i in range(10):
print(i)
# 這個物件有個方法叫做timeit
# res = timeit.Timer(func).timeit(100) # 把這個func函式傳進去，執行100次，然後返回的是個時間
# timeit.Timer(func).timeit(100)中函式func是不需要加引號的，如果是字串、列表這些需要加引號放進去
# print(res)
res2 = timeit.timeit('[1,2,3]')
print(res2)
# 命名元組
# 如果知道里面儲存的具體位置，可以通過下標取值。例如tu=[0]
# 如果我不知道名字儲存在哪裡，通過下標去取值就不好取了
# 命名元組可以使取值的時候像列表一樣取
student_info = namedtuple('info_tuple',['name','age','gender']) # 這個函式接收2個引數，第一個引數是建立命名元組的型別的名字；
# 第二個引數的話，傳一個列表
# 列表裡寫建立命名元組的一個命名，例如第一個元素命名為name
# 這個函式呼叫傳了2個引數，返回出來一個物件。這個物件叫做student_info
# 通過這個物件student_info建立命名元組
tu = student_info('qinghan',18,'nv')
print(tu)
```
這個 tu 就是個命名元組。
`student_info` 是通過命名元組這個`namedtuple`函式建立命名元組型別：`namedtuple('info_tuple',['name','age','gender'])`。
然後返回出來一個物件`student_info`
通過`student_info`這個物件傳入對應的元組，定義元組的時候就通過這個物件把元素寫進去，返回的就是命名元組。
## 三、命名元組有什麼特點？
它取值的時候可以像字典一樣取值，通過對應的鍵，找到對應的值。**命名元組使用起來更像物件。**
這樣用：`命名元組.name`
**這樣就能找到 name 所對應的值：**
```PYTHON
import timeit # 這個模組可以用來做效能分析
from collections import namedtuple
# namedtuple是個函式，建立命名元組可以通過這個函式來建立
def func():
for i in range(10):
print(i)
# 這個物件有個方法叫做timeit
# res = timeit.Timer(func).timeit(100) # 把這個func函式傳進去，執行100次，然後返回的是個時間
# timeit.Timer(func).timeit(100)中函式func是不需要加引號的，如果是字串、列表這些需要加引號放進去
# print(res)
res2 = timeit.timeit('[1,2,3]')
print(res2)
# 命名元組
# 如果知道里面儲存的具體位置，可以通過下標取值。例如tu=[0]
# 如果我不知道名字儲存在哪裡，通過下標去取值就不好取了
# 命名元組可以使取值的時候像列表一樣取
student_info = namedtuple('info_tuple',['name','age','gender']) # 這個函式接收2個引數，第一個引數是建立命名元組的型別的名字；
# 第二個引數的話，傳一個列表
# 列表裡寫建立命名元組的一個命名，例如第一個元素命名為name
# 這個函式呼叫傳了2個引數，返回出來一個物件。這個物件叫做student_info
# 通過這個物件student_info建立命名元組
tu = student_info('qinghan',18,'nv')
print(tu.name)
```
設定命名元組型別的時候，它返回的這個物件它裡面只包含了傳進去的這幾個名字。
接下來，要建立命名元組的時候，元素和它一樣多，名字和對應的元素的值是一一對應的，不能多，不能少。
**否則就會報錯：**
`print(type(tu)) # 看下它的型別`
它返回的物件和型別名用的同一個名字。
`print(type(student_info))`
```PYTHON
import timeit # 這個模組可以用來做效能分析
from collections import namedtuple
# namedtuple是個函式，建立命名元組可以通過這個函式來建立
def func():
for i in range(10):
print(i)
# 這個物件有個方法叫做timeit
# res = timeit.Timer(func).timeit(100) # 把這個func函式傳進去，執行100次，然後返回的是個時間
# timeit.Timer(func).timeit(100)中函式func是不需要加引號的，如果是字串、列表這些需要加引號放進去
# print(res)
res2 = timeit.timeit('[1,2,3]')
print(res2)
# 命名元組
# 如果知道里面儲存的具體位置，可以通過下標取值。例如tu=[0]
# 如果我不知道名字儲存在哪裡，通過下標去取值就不好取了
# 命名元組可以使取值的時候像列表一樣取
# 設定命名元組型別
# student_info是個類
student_info = namedtuple('student_info',['name','age','gender']) # 這個函式接收2個引數，第一個引數是建立命名元組的型別的名字；
# 第二個引數的話，傳一個列表
# 列表裡寫建立命名元組的一個命名，例如第一個元素命名為name
# 這個函式呼叫傳了2個引數，返回出來一個物件。這個物件叫做student_info
# 通過這個物件student_info建立命名元組
tu = student_info('qinghan',18,'nv')
print(tu.name)
print(type(tu)) # 看下它的型別
print(type(student_info))
# 因為student_info是個類，所以看student_info的type就是個type。隨便看哪個類都是一樣的。
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