生成列表[（0,0），（0,1），（0,2）......（0,100）]的最快和pythonic方法是什么？ [关闭]

Question

生成列表 [(0,0), (0,1), (0,2)...(0,100)] 的最快和 Pythonic 方法是什么？

我知道有一个像 l = [(0, x) for x in range(101)] 这样的语句，但它有一个 for 循环，所以我认为这不是制作这样一个列表的最快方法。

那么制作这种列表的最 Pythonic 方式是什么？

Answer 1

如果您想要更快的解决方案，您可以使用itertools.repeat：

from itertools import repeat:

list(zip(repeat(0), range(101)))

基准：

%timeit [(0, x) for x in range(101)]
# 3.64 µs ± 19.1 ns per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 100000 loops each)

%timeit list(zip(repeat(0), range(101)))
# 2.81 µs ± 35.3 ns per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 100000 loops each)

另一个 Pythonic 解决方案：

list((0, x) for x in range(101))

Answer 2

如果你没有做 profiling 来证明性能有问题，那么解决方案应该是你已经提到的 listcomp：

l = [(0, x) for x in range(101)]

它可读且足够快（在大多数机器上需要 3-4 μs，这意味着您每秒可以执行超过 25 万次），所以不要费心去看除非您确实需要，否则可以提供更快的解决方案。

如果分析确实以某种方式显示这是最热门的代码，并且它实际上导致了影响性能的瓶颈，那么您可以使用微优化的废话，例如：

from itertools import repeat, count  # At top of file

l = [*zip(repeat(0, 101), count())]  # At point of use

它的运行时间大约是 listcomp 的 ⅔。但这充其量只是事半功倍。 如果您知道需要多次生成此精确的list，而性能确实很重要，那么解决方案是完全停止生成list。使用可读的 listcomp 制作模板，而不是按需复制该模板：

TEMPLATE_LIST = [(0, x) for x in range(101)]  # At top of file (global scope)

l = [*TEMPLATE_LIST]  # Slightly faster on 3.8.0, but generalized unpacking less widely known
l = TEMPLATE_LIST[:]  # Slightly slower, but shallow copy idiom well-known

或者如果您想要防止对模板进行就地修改list：

MAKE_TEMPLATE_LIST = [(0, x) for x in range(101)].copy  # At top of file (global scope)

l = MAKE_TEMPLATE_LIST()  # At point of use

模板list 的廉价浅拷贝要快得多，而且您的所有值都是不可变的（tuples of ints），因此您不需要更昂贵的深拷贝。即使是微优化的废话解决方案（我的机器上TEMPLATE_LIST[:] 约为220-230 ns，[*TEMPLATE_LIST] 和MAKE_TEMPLATE_LIST() 都约为190-200 ns）所需的时间也不到10%，并且它的所有部分都很明显（MAKE_TEMPLATE_LIST 不太明显）。主要缺点是：

1. TEMPLATE_LIST 的定义与它的使用位置是分开的，因此维护人员必须进行交叉引用（某些 IDE 至少会提供悬停提示）
2. TEMPLATE_LIST 可修改； MAKE_TEMPLATE_LIST 更难被意外修改，但仍然可以被替换。在任何一种情况下，这都是代码纪律问题，而不是对抗的问题（“我们都是成年人”）
3. 永久内存使用（与 list 这么小的无关；如果您无法承受 6 KB 的内存成本，那么 Python 可能不适合您）

TL;DR：除非您 100% 确定需要速度，否则请使用 listcomp。如果您确定，复制现有的 list 会比从头开始重建更快。