python - 为什么将列表初始化为空而不是具有预定大小是 Pythonic 的？

Question

我的问题的简短版本:为什么 Python 中的常见做法是初始化一个空列表，即使列表的大小可能会多次更改，如下所示:

arr = []
for i in range(10):
   arr.append(i)

迭代地更改数组的大小在计算上不是很昂贵吗？

我的问题的长版本:我习惯使用 MATLAB，并且对 Python 相对较新。当我想要创建一个数组时，MATLAB 中的常见做法是初始化一个适当大小的零数组，然后用您想要的元素替换该数组的元素。这是因为在 MATLAB 中迭代更改数组大小的计算成本很高。 Python 有什么办法可以避免这种开支吗？当我看到人们在这个网站上回答涉及预初始化要添加到的列表的 Python 问题时，他们总是创建一个空列表，然后更改大小，我一直认为这是低效的。

Answer 1

Python 不会将列表逐一增长。它总是分配大块。 block 大小取决于列表的大小。因此，当列表变大时，预分配的空间也会变大。

例如，如果您执行 1000 万次追加，它会执行大约 100 次分配，即增加列表的步骤。

如果你从一个空列表开始，并通过一次附加一个元素来增长它，你会得到以下步骤，实际分配新的内存:

 list size:  allocations
        10:   3
       100:  10
      1000:  27
     10000:  46
    100000:  65
   1000000:  85
  10000000: 104

MATLAB 数组与 NumPy 数组更具可比性。这些数组的大小是固定的，逐步增长它们的成本非常昂贵。