在 Python 3.7+ 中查找字典中第一项的时间复杂度答案

【问题标题】：Time Complexity of finding the first item in a dictionary in Python 3.7+在 Python 3.7+ 中查找字典中第一项的时间复杂度
【发布时间】：2020-08-12 01:21:53
【问题描述】：

自 Python 3.7 起，字典根据插入保留顺序。

您似乎可以使用next(iter(my_dict)) 获取字典中的第一项？

我的问题是关于该操作的大 O 时间复杂度？

我可以将next(iter(my_dict)) 视为常数时间（O(1)）操作吗？或者在恒定时间内检索字典中第一项的最佳方法是什么？

我问的原因是我希望将它用于编码面试，其中非常强调解决方案的时间复杂度，而不是它以毫秒为单位的运行速度。

【问题讨论】：

@rdas 从 Python 3.7 开始，它不再只是一个实现细节。字典顺序保证按插入顺序排列，这是一种语言功能。 docs.python.org/3.7/library/stdtypes.html#mapping-types-dict 我认为使用有序字典是在面试中使用的有效数据结构？没有？
看这与我的问题无关。在算法编码面试中，您通常会提出几种解决方案（并讨论权衡），因此我想使用 Python 3.7+ 的有序字典作为我的解决方案之一。因此，我想知道如何获得恒定时间复杂度的第一个元素。这不是我要向面试官提出的唯一解决方案，因此“这是否是我的面试官正在寻找的答案”的问题是无关紧要的。
这能回答你的问题吗？ Complexity of deleting a key from python ordered dict

标签： python python-3.x dictionary data-structures python-3.7

【解决方案1】：

这可能是最好的方法（实际上你现在得到了第一个密钥，next(iter(d.values())) 得到了你的价值）。

此操作（至少对组合表通过keys、values 或items 进行任何迭代）iterates 通过包含dictionary entries 的数组：

PyDictKeyEntry *entry_ptr = &DK_ENTRIES(k)[i];
while (i < n && entry_ptr->me_value == NULL) {
    entry_ptr++;
    i++;
}

entry_ptr->me_value 保存每个相应键的值。

如果您的字典是新创建的，则会在第一次迭代期间找到第一个插入的项目（字典条目数组是仅追加的，因此保留顺序）。

如果您的字典已被更改（您已经删除了许多项目），在更糟糕的情况下，这可能会导致 O(N) 找到第一个（在剩余项目中）插入的项目（其中 N 是总数原始项目的数量）。这是因为在删除项目时字典没有调整大小，因此entry_ptr->me_value 对于许多条目来说是NULL。

请注意，这是特定于 CPython 的。我不知道 Python 的其他实现如何实现这一点。

【讨论】：