while 循环中列表的空间复杂度是多少？答案

【问题标题】：What is the space complexity of a list in a while loop?while 循环中列表的空间复杂度是多少？
【发布时间】：2022-01-19 11:23:42
【问题描述】：

我相信 similar question 已被要求用于 Java，但我不确定这是否同样适用于 Python，因为我们没有明确使用 new 关键字

对于这个特定的代码：

x = 5
while (x > 0):
  arr = []
  arr2 = []
  arr.append(1)
  arr2.append(2)
  x -= 1

执行完这段代码后，会不会一共创建10个不同的list，空间复杂度O(10)，还是只会创建2个list，空间复杂度O(2 ）。我知道整体空间复杂度仍然是 O(1)，但只是想了解幕后发生了什么。

【问题讨论】：

O(2) = O(10) = O(1)。而且空间复杂度不仅仅取决于创建的列表的数量。
从技术上讲，您将获得 10 个列表，但除了最后两个之外，它们最终都会被垃圾回收

标签： python list while-loop space-complexity

【解决方案1】：

首先，由于您在 while 循环中编写了 arr = []，它将重写前一个数组，因此 arr 和 arr2 最多只有 1 个元素

其次，随着 Big-O 复杂度的正式定义，O(1) 和 O(2) 被认为是相同的常数复杂度，Big-O 复杂度意味着与变量一起使用以捕获相对于变量的复杂度.

如果你想知道python是否用你的代码创建了一个新数组，你可以覆盖默认的列表对象来记录它的操作：

class ilist(list):
    def __init__(self, r=list()):
        print("Making new list: " + str(r))
        list.__init__(self, r)

    def __del__(self):
        print("Deleting list")


x = 5
while (x > 0):
    arr = ilist()
    arr2 = []
    arr.append(1)
    arr2.append(2)
    x -= 1
print("Finished while")

输出：

Making new list: []
Making new list: []
Deleting list
Making new list: []
Deleting list
Making new list: []
Deleting list
Making new list: []
Deleting list
Finished while
Deleting list

正如你所看到的，它确实每次都会创建和删除数组，因为该数组仅在 while 块内创建和使用。但它的行为应该如此，如果您的意图是创建一次，那么您应该在外部范围内声明它。

【讨论】：