一.列表和元组的使用

⼀.列表和元组的使⽤
列表和元组是Python最常⽤的基本数据结构，我们来⽐较⼀下两者的特点
列表和元组的特点
1.列表和元组是⼀个可以放置任何数据类型的有序集合。

>>> list = [1,2.2,'abc']
>>> list
[1, 2.2, 'abc']
>>> tuple = (1,2.2,'abc')
>>> tuple
(1, 2.2, 'abc')
可以看出来，在同⼀个列表或元组⾥是可以有不同类型的数据的。

（在上⾯的例⼦中就包含了⼀个int，⼀个float和⼀个str。

）
2.Python⾥的列表和元组都⽀持负数索引、切⽚操作和随意的嵌套
3.Python⾥的列表和元组可以通过list()和tuple()随意转换
列表和元组的区别
※列表是动态的，长度和⼤⼩不固定，可以随时追加、删减和修改元素
>>> list = [1,2.2,'abc']
>>> list.append('aaa')
>>> list[0]=123
>>> list
[123, 2.2, 'abc', 'aaa']
※元组是静态的，长度和⼤⼩是固定的，⽆法增加、删减和修改。

>>> tuple = (1,2.2,'abc')
>>> tuple[0]=123
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: 'tuple' object does not support item assignment
在对元组修改时，就会有错误抛出。

可是如果想要修改元组，那该怎么办呢？就要重新开⼀块内存，创建⼀个新的元组。

就像要把⼀个元组加⼀个元素，就要这么办
>>> tuple = (1,2,3,4,)
>>> tuple_new = tuple+(5,)
>>> tuple_new
(1, 2, 3, 4, 5)
创建了⼀个新的元组，两个元组和在⼀起。

列表和元组存储⽅式的差异
我们先创建两个⼀样内容的列表和元组，再看⼀看他们占⽤的存储空间
>>> list = [1,2,3]
>>> list.__sizeof__() #显⽰存储空间
64
>>> tuple = (1,2,3)
>>> tuple.__sizeof__()
48
可以看出来列表要⽐元组多出来16个字节，但是他们的内容是相同的。

为什么呢？
因为列表是动态的，他需要存储指针来指向对应的元素（上⾯的例⼦中由于数据都是int型，占⽤8个字节)。

另外，由于列表可变，所以需要额外存储已经分配的长度⼤⼩（8字节），当控件不⾜时，会会及时分配额外空间。

我们可以试⼀下
>>> list = []
>>> list.__sizeof__() #空列表，存储空间为40字节
40
>>> list.append(1)
>>> list.__sizeof__() #加⼊1个元素，列表围棋分配了可以存储4个元素的空间（72-40）/8=4
72
>>> list.append(2)
>>> list.__sizeof__() #同上
72
>>> list.append(3)
>>> list.__sizeof__() #同上
72
>>> list.append(4)
>>> list.__sizeof__() #同上
72
>>> list.append(5)
>>> list.__sizeof__() #加⼊了第5个元素，列表的空间不⾜，有额外分配了可以存储4个元素的空间
104
空的列表所占⽤的内存是40字节，在添加⼀个元素后直接预留了4个元素的空间（4*8=32字节）。

再添加4个元素预留的32个字节全部占⽤，再⼀次添加时会再⼀次预留32个字节。

这就是列表空间分配的过程。

为了减少每次增加、删减操作时空间分配的开销，Python每次分配空间的时候都会额外的多分配⼀些。

这样的机制(over-allocationg)保证了操作的⾼效性：增加/删减的事件复杂度为O(1)。

⽽对元组来说，由于其长度⼤⼩固定，元素也不可变，所以每次分配的空间是不会变的。

列表和元组的性能差异
通过上⾯⼀节列表和元组在存储⽅式上的差异总结⼀下：元组是⽐列表更轻量级的数据结构，所以总体上来说，元组的性能速度要略优于列表。

此外，Python在后台会对静态数据做⼀些资源缓存（resource caching)。

就是说由于垃圾回收机制的存在，有些变量不被使⽤
了，Python就会回收他们所占⽤的资源交还给操作系统，以便于其他的变量或应⽤使⽤。

⽽对于这些静态变量，由于他不被使⽤并且占⽤的空间不⼤时，Python会暂时缓存这部分内存，这样下次我们再创建同样⼤⼩的变量时Python就不需要想操作系统发出请求去寻找内存，⽽是从之前缓存的内存空间⾥寻找。

这样就能⼤⼤加快程序的运⾏速度。

总结
·列表是动态的，长度可变，存储控件略⼤于元组，性能略逊于元组。

·元组是静态的，长度⼤⼩固定。

相对于列表更轻量级，性能稍优，在传递参数的时候可以考虑使⽤元组。

想⼀想
创建⼀个空的列表可⽤下⾯两种⽅式
#option A
empty_list = list()
#option_B
empty_list = []
哪种效率⾼呢？
对了，是第⼆种。

因为list()是调⽤了⼀个函数，Python的function call会创建stack并进⾏⼀系列参数检查操作，⽽[]是⼀个内置的C函数，可以直接调⽤，效率会更⾼。