python中的'in'运算符功能

Question

我需要删除string1 中存在的string2 中的字符。这里string1 和string2 只有小写字符a-z，条件是string1 的长度每次都会更大。

我使用的是in 运算符：

def removeChars (string1, string2):
    for char in string2:
        if char in string1:
            string1 = string1.replace(char, '')
    return string1

但我在 Stack Overflow 上读到了一个 answer，上面写着：

对于 list、tuple、set、frozenset、dict 或 collections.deque 等容器类型，表达式 x in y 等价于 any(x is e or x == e for e in y)。

这意味着in 运算符在幕后使用for 循环。

所以我的问题是，在我的代码中的for 循环中，我是否应该考虑使用嵌套的for 循环，因为in 运算符在后台使用for 循环？如果是，这个程序的时间复杂度是多少？

Answer 1

当in 相当于一个循环时，它必须“遍历”迭代器并依次比较每个项目。

这意味着每个循环都是O(n)，所以对于 2 个级别，这是O(n²)

https://wiki.python.org/moin/TimeComplexity

请注意，这里实际上有 3 个循环 - 因为您的 replace 也会遍历字符串。

由于如果没有找到char，replace 不会引发任何错误，因此在不先测试char in string1 的情况下执行此操作会更简单。

Answer 2

in 不一定在幕后使用循环。例如：

r = range(100000000000)
print(333 in r)  # prints True immediately without looping

如果您要循环 r，这将需要很长时间，所以显然不会发生这种情况。

in 基本上调用（在幕后）对象的__contains__ 方法。对于某些迭代器，它实际上会“循环”所有内容，但情况并非总是如此。

这个例子和调用基本一样：

r.__contains__(333)

正如 cmets 中所指出的 - str 对象具有比普通循环更智能的算法，如您所见 here

另见示例答案here

并查看文档here

因为现实世界的场景可能意味着 string1 可以任意长，但要删除的字符将是一个有限且小的集合，因此将所有字符相加可能会更有效率不在string2。像这样的：

def removeChars (string1, string2):
    result = ''
    for char in string1:
        if char not in string2:
            result += char
    return result

这将涉及仅循环一次string1，但使用in 对string2 进行多次检查。这可以进一步简化（以避免+= 循环结果）：

def removeChars (string1, string2):
    return ''.join(char for char in string1 if char not in string2)

Answer 3

你确实有一个嵌套的 for 循环，但是，它不需要完全执行（平均而言），只需要直到它达到匹配。

所以最好的情况是 O(n) -- 如果每个列表的所有元素都匹配，那么对于列表 1 的每个元素，它需要内部循环的一步来确定它是否匹配。

最坏情况是 O(n^2) -- 如果只有列表 2 的最后一个元素匹配，则外循环的每次迭代都需要测试内循环 n 次。

至少，我是这么理解的，但是，不是专家。