在 O(1) 复杂度的列表中查找/检查项目的大多数 Pythonic 方法？

Question

我面临的问题是在 O(1) 复杂度的列表中查找/检查项目。以下复杂度为 O(n)：

'foo' in list_bar

这具有 O(n) 的复杂性，因为您在 list 上使用了 in 关键字。 （参考Python Time Complexity）

但是，如果您在 set 上使用 in 关键字，则复杂度为 O(1)。

我需要计算列表而不是集合的 O(1) 复杂度的原因主要是因为需要考虑列表中的重复项。集合不允许重复。一个不错的例子是：

chars_available = ['h', 'e', 'l', 'o', 'o', 'z']
chars_needed = ['h', 'e', 'l', 'l', 'o']

def foo(chars_available, chars_needed):
    cpy_needed = list(chars_needed)
    for char in cpy_needed:
        if char in chars_available:
            chars_available.remove(char)
            chars_needed.remove(char)
        if not chars_needed: return True  # if chars_needed == []
    return False

foo(chars_available, chars_needed)

这个例子不是这里的重点，所以请尽量不要被它转移。重点仍然是尝试获得 O(1) 复杂度以在列表中查找项目。我将如何通过 Python 实现这一点？

（作为额外的荣誉，如果您确实想展示用 Python、伪代码或其他语言执行该操作的更好方法，我很乐意阅读它）。

谢谢！

编辑：

针对 Ami Tavory 的回答，我了解到您无法比 O(n) 更快地制作列表，但 collections.Counter() 的建议有助于解决我正在处理的应用程序。我正在为 Stack Overflow 上传更快的解决方案，性能非常出色！如果我没记错的话（如果我错了，请纠正我），它应该是 O(1)，因为它只涉及可散列值并且没有循环迭代。

from collections import Counter
chars_available = ['h', 'e', 'l', 'o', 'o', 'z']
chars_needed = ['h', 'e', 'l', 'l', 'o']

def foo(chars_available, chars_needed):
    counter_available = Counter(chars_available)
    counter_needed = Counter(chars_needed)
    out = counter_needed - counter_available
    if not list(out.elements()): return True
    else: return False

foo(chars_available, chars_needed)

非常快，非常pythonic！谢谢！

Answer 1

一般来说，不可能在恒定时间内找到list 中的元素。假设您可以同时维护list 和set，但更新操作需要线性时间。

你提到你的动机是

一个列表，而不是一个集合，主要是因为需要考虑列表中的重复项。集合不允许重复。

并要求不要专注于示例。如果这是您的动机，您可能希望使用 dict 而不是 set，将每个元素映射到其出现次数。

您可能会发现 collections.Counter 特别有用：

In [1]: from collections import Counter

In [2]: Counter(['h', 'e', 'l', 'o', 'o', 'z'])
Out[2]: Counter({'e': 1, 'h': 1, 'l': 1, 'o': 2, 'z': 1})