0

0

Python list 的扩容机制与性能影响

舞夢輝影

舞夢輝影

发布时间:2026-01-29 17:24:54

|

794人浏览过

|

来源于php中文网

原创

Python list通过预留空间和动态倍增策略实现扩容:小列表(n

python list 的扩容机制与性能影响

Python list 是如何动态扩容的

Python 的 list 底层用的是 C 数组,但支持动态增删,靠的是「预留空间 + 倍增策略」。每次 append() 时,如果当前容量不够,解释器会分配一块更大的内存(通常是当前容量的 1.125 倍左右),把旧数据拷过去,再追加新元素。

这个倍增系数不是固定 2,而是按当前长度动态计算:当长度 n 时,新容量 = n + 8;当 n >= 64 时,新容量 = n + n // 8(即约 1.125×)。这样既减少小列表的浪费,又避免大列表频繁 realloc。

  • 扩容是 amortized O(1),但单次 append() 可能触发 O(n) 拷贝
  • extend() 批量添加时,也会按目标长度预估并一次性扩容,比循环 append() 更快
  • list *= 2list += [x] * n 不会触发多次扩容,因为 Python 能静态推断最终长度

什么时候扩容会拖慢你的代码

高频小量追加(比如在循环里反复 append() 十万次)看似简单,实际可能触发几十次内存分配和拷贝。尤其当列表从空开始增长时,前几轮扩容虽快,但到几万规模后,每次拷贝几百 KB 甚至 MB 数据,延迟就明显了。

  • 典型陷阱:result = [] 然后 for x in data: result.append(transform(x)) —— 如果 data 很大,不如先 result = [None] * len(data) 预分配
  • insert(0, x) 强制所有已有元素右移,是 O(n) 操作,且几乎每次都会触发扩容(因为头部插入不利用预留空间)
  • pop(0) 同样要左移,性能差;应改用 collections.deque 处理队列场景

如何观察和验证扩容行为

不能只看 len(my_list),得看底层分配容量——用 sys.getsizeof() 粗略估算内存占用,或更准地用 array.array 对比,但最直接的是调用 list.__sizeof__() 加上指针开销,不过生产中推荐用 sys.getsizeof() 辅助判断。

立即学习Python免费学习笔记(深入)”;

eMart 网店系统
eMart 网店系统

功能列表:底层程序与前台页面分离的效果,对页面的修改无需改动任何程序代码。完善的标签系统,支持自定义标签,公用标签,快捷标签,动态标签,静态标签等等,支持标签内的vbs语法,原则上运用这些标签可以制作出任何想要的页面效果。兼容原来的栏目系统,可以很方便的插入一个栏目或者一个栏目组到页面的任何位置。底层模版解析程序具有非常高的效率,稳定性和容错性,即使模版中有错误的标签也不会影响页面的显示。所有的标

下载

更实用的方法是监控 id()len() 变化:

import sys
l = []
for i in range(100):
    old_id = id(l)
    l.append(i)
    if id(l) != old_id:
        print(f"len={len(l)-1} → {len(l)}, size={sys.getsizeof(l)} bytes")
  • 输出会显示扩容发生的临界点(如 0→1、1→2…直到 64→72、72→81…)
  • sys.getsizeof() 返回的是对象总内存,包括容器本身和指向元素的指针数组,不包括元素内容(如字符串对象另算)
  • 注意:CPython 实现细节,PyPy 或其他解释器策略不同,别依赖绝对数值

预分配和替代方案的实际取舍

预分配不是银弹。如果你根本不知道最终长度(比如流式处理、条件过滤),硬写 [None] * estimated_max 可能浪费内存,甚至因估计过大导致 OOM。

  • 确定长度 → 用 [None] * narray.array('i', [0]) * n(更省内存)
  • 不确定长度但追求速度 → 用 list.extend() 替代循环 append(),或考虑生成器表达式 + list()
  • 频繁首尾增删 → 切换为 collections.deque,它用双向链表块实现,无扩容问题
  • 纯数值计算 → array.arraynumpy.ndarray 更紧凑,且扩容逻辑完全不同(通常不允许动态增长)

真正影响性能的往往不是扩容本身,而是你没意识到它正在发生——尤其是在嵌套循环、回调函数或日志聚合这类“看起来很轻”的场景里。

相关文章

数码产品性能查询
数码产品性能查询

该软件包括了市面上所有手机CPU,手机跑分情况,电脑CPU,电脑产品信息等等,方便需要大家查阅数码产品最新情况,了解产品特性,能够进行对比选择最具性价比的商品。

下载

本站声明:本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系admin@php.cn

热门AI工具

更多
DeepSeek
DeepSeek

幻方量化公司旗下的开源大模型平台

豆包大模型
豆包大模型

字节跳动自主研发的一系列大型语言模型

通义千问
通义千问

阿里巴巴推出的全能AI助手

腾讯元宝
腾讯元宝

腾讯混元平台推出的AI助手

文心一言
文心一言

文心一言是百度开发的AI聊天机器人,通过对话可以生成各种形式的内容。

讯飞写作
讯飞写作

基于讯飞星火大模型的AI写作工具,可以快速生成新闻稿件、品宣文案、工作总结、心得体会等各种文文稿

即梦AI
即梦AI

一站式AI创作平台,免费AI图片和视频生成。

ChatGPT
ChatGPT

最最强大的AI聊天机器人程序,ChatGPT不单是聊天机器人,还能进行撰写邮件、视频脚本、文案、翻译、代码等任务。

相关专题

更多
js 字符串转数组
js 字符串转数组

js字符串转数组的方法:1、使用“split()”方法;2、使用“Array.from()”方法;3、使用for循环遍历;4、使用“Array.split()”方法。本专题为大家提供js字符串转数组的相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

319

2023.08.03

js截取字符串的方法
js截取字符串的方法

js截取字符串的方法有substring()方法、substr()方法、slice()方法、split()方法和slice()方法。本专题为大家提供字符串相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

212

2023.09.04

java基础知识汇总
java基础知识汇总

java基础知识有Java的历史和特点、Java的开发环境、Java的基本数据类型、变量和常量、运算符和表达式、控制语句、数组和字符串等等知识点。想要知道更多关于java基础知识的朋友,请阅读本专题下面的的有关文章,欢迎大家来php中文网学习。

1502

2023.10.24

字符串介绍
字符串介绍

字符串是一种数据类型,它可以是任何文本,包括字母、数字、符号等。字符串可以由不同的字符组成,例如空格、标点符号、数字等。在编程中,字符串通常用引号括起来,如单引号、双引号或反引号。想了解更多字符串的相关内容,可以阅读本专题下面的文章。

624

2023.11.24

java读取文件转成字符串的方法
java读取文件转成字符串的方法

Java8引入了新的文件I/O API,使用java.nio.file.Files类读取文件内容更加方便。对于较旧版本的Java,可以使用java.io.FileReader和java.io.BufferedReader来读取文件。在这些方法中,你需要将文件路径替换为你的实际文件路径,并且可能需要处理可能的IOException异常。想了解更多java的相关内容,可以阅读本专题下面的文章。

653

2024.03.22

php中定义字符串的方式
php中定义字符串的方式

php中定义字符串的方式:单引号;双引号;heredoc语法等等。想了解更多字符串的相关内容,可以阅读本专题下面的文章。

609

2024.04.29

go语言字符串相关教程
go语言字符串相关教程

本专题整合了go语言字符串相关教程,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

172

2025.07.29

c++字符串相关教程
c++字符串相关教程

本专题整合了c++字符串相关教程,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

83

2025.08.07

C++ 设计模式与软件架构
C++ 设计模式与软件架构

本专题深入讲解 C++ 中的常见设计模式与架构优化,包括单例模式、工厂模式、观察者模式、策略模式、命令模式等,结合实际案例展示如何在 C++ 项目中应用这些模式提升代码可维护性与扩展性。通过案例分析,帮助开发者掌握 如何运用设计模式构建高质量的软件架构,提升系统的灵活性与可扩展性。

8

2026.01.30

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

相关下载

更多

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
最新Python教程 从入门到精通
最新Python教程 从入门到精通

共4课时 | 22.4万人学习

Django 教程
Django 教程

共28课时 | 3.7万人学习

SciPy 教程
SciPy 教程

共10课时 | 1.3万人学习

关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号 技术交流群
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送

Copyright 2014-2026 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn | 湘ICP备2023035733号