R中的列表和配对列表有什么区别？

Question

在阅读列表文档时，我发现了对配对列表的引用，但我不清楚它们与列表有何不同。

Answer 1

R 中的配对名单

在日常 R 中，配对列表通常会出现在两个地方。一个是作为函数形式：

str(formals(var))

另一个是作为语言对象。例如：

quote(1 + 1)

产生一个类型语言的配对列表（LANGSXP 内部）。您甚至会关心意识到这一点的主要原因是，诸如 length(<language object>) 或 language_object[[x]] 之类的操作可能会很慢，因为pairlist 是如何在内部存储的（尽管长的pairlist 语言对象很少见；注意表达式不是pairlists )。

请注意，空元素只是长度为零的符号，如果您稍微作弊，您实际上可以将它们存储在列表中（尽管您可能不应该这样做）：

list(x=substitute(x, alist(x=)))  # hack alert

话虽如此，在大多数情况下，OP 是正确的，除非您正在编写用于 R 的 C 代码，否则您无需过多担心配对列表。

列表和配对列表之间的内部差异

Pairlists 和 list 的不同之处主要在于它们的存储结构。对列表存储为节点链，其中每个节点都指向下一个节点的位置以及节点的内容和节点的“名称”（参见 CAR/CDR wiki article for generic discussion）。这意味着除非您知道第一个元素是哪个元素，否则您无法知道配对列表中有多少元素，然后遍历整个列表。

Pairlists 在 R 内部被广泛使用，并且在正常的 R 使用中确实存在，但大多数时候被 print 或 access 方法伪装和/或在访问时强制为列表。

列表也是地址列表，但与对列表不同，所有地址都存储在一个连续的内存位置并跟踪总长度。这使得按位置访问列表的任意成员变得容易，因为您只需在内存表中查找地址即可。使用pairlist，您必须从一个节点跳到另一个节点，直到最终到达所需的节点。名称也存储为列表的属性，而不是附加到对列表的每个节点上。

配对列表的好处

pairlists 的一个（通常很小的）好处是您可以以最小的开销添加到它们，因为您最多只需要修改两个节点（新节点之前的节点和新节点本身），而使用列表您可能需要重新分配整个地址表并增加大小（这通常不是什么大问题，因为地址表与表指向的数据大小相比通常非常小）。还有许多专门用于对列表操作的算法（例如排序、索引等），但这些也可以移植到普通列表。

与日常使用不太相关，因为您只能在内部执行此操作，从编程角度通过更改任意元素指向的内容来修改列表非常容易。

与上述内容松散相关，当您拥有高度嵌套的对象时，配对列表可能会更有效。列表可以很容易地复制这种结构，但是每个列表和嵌套列表都会背负额外的内存地址表。这可能是对很可能具有高嵌套/元素比率的语言对象使用配对列表的原因。

有关详细信息，请参阅 R Internals（在链接位置分别查找 LISTSXP 和 VECSXP、配对列表和列表）。

编辑： 有趣的是，将列表的内存占用与配对列表进行比较的实验显示配对列表更大，因此存储效率参数可能不正确（不确定 object.size 是否可以在这里信任）：

> plist_to_list <- function(x) {
+   if(is.call(x)) x <- as.list(x)
+   if(length(x) > 1) for(i in 2:length(x)) x[[i]] <- Recall(x[[i]])
+   x
+ }
> add_quote <- function(x, y) call("+", x, y)
> x <- Reduce(add_quote, lapply(letters, as.name))
> object.size(x)
7056 bytes
> y <- plist_to_list(x)
> object.size(y)
4656 bytes

Answer 2

首先，pairlists 已被弃用

pairlists 是deprecated for normal use，因为“通用向量”通常更有效。除非您正在研究 R 内部，否则您永远不需要担心它们。

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列表可以包含命名元素

R 中列表中的每个元素都可以有一个名称。您可以通过名称或数字索引访问列表中的每个元素。

这是一个列表示例，其中第二个元素被命名为“第二个”：

> my.list <- list('A',second='B','C')
> my.list
[[1]]
[1] "A"

$second
[1] "B"

[[3]]
[1] "C"

所有元素都可以通过它在列表中的位置来索引。命名元素还可以通过名称访问：

> my.list[[2]]
[1] "B"
> my.list$second
[1] "B"

此外，列表中的每个元素都是一个向量，即使它只是一个包含单个元素的向量。有关列表的更多信息，请参阅How to Correctly Use Lists in R?。

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pairlists 可以包含 empty 命名元素

pairlist 与 list 基本相同，只是 pairlist 可以包含一个空的命名元素，但 list 不能。此外，还使用alist 函数构造了一个配对列表。

> list('A',second=,'C')
Error in as.pairlist(list(...)) : argument is missing, with no default
> alist('A',second=,'C')
[[1]]
[1] "A"

$second


[[3]]
[1] "C"

但是，如前所述，它们已被弃用。与我所知道的列表相比，它们没有任何好处或优势。