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我們在前幾篇文章中依次介紹了列表的特性和用法、列表推導式、列表的底層實現。今天來聊一聊列表在實際開發中的應用場景。

在開發中，選用何種數據結構是由我們面對的數據特征和業務場景決定的。

數據是單個的還是批量的，是小規模的還是海量的?

數據是獨立的還是彼此關聯的?

數據的生成是隨機的還是有先后順序的?

數據的用途是什么?會不會頻繁讀寫?只讀多還是修改多?

數據是否應用于多線程環境?

......(此處省略 N 多情形。)

一旦確定了數據特征和業務場景，我們就可以從開發工具箱中選擇合適的工具了。

對于 list 而言，首先它是一個對象集合，你可以在處理批量數據時使用 list。

>>> alist =[i for i inrange(21)] 
>>> alist 
[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20] 
>>> alist.append(2021) 
>>> alist 
[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,2021] 

我們知道，tuple 也可以用來存儲多個對象，但是 tuple 是不可變的，一旦初始化，無法再增減其中的元素的個數。tuple 從語法上保證了元素數目不會被修改。

如果你恰好不希望別人向數據集中增刪元素，你應該優先使用 tuple，而非list。反過來，如果你需要動態調整數據集合中的元素的個數，那就應該選擇 list。

這是否意味著所有動態數據集都可以使用 list 呢?非也。

如果你的數據很少被修改，絕大部分時間都是被讀取的，這很適合使用 list 來存儲。因為 list 為我們提供了索引和切片操作，可以快速訪問其中的元素。

>>> alist 
[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,2021] 
>>> alist[10] 
10 
>>> alist[3:9] 
[3,4,5,6,7,8] 
>>> alist[3:9:2] 
[3,5,7] 

如果你僅僅使用 append() 在 list 尾部追加元素，或者刪除 list 尾部元素，那也可以放心使用 list。因為，在列表末尾添加和刪除元素非常快。

>>> stack =[3,4,5] 
>>> stack.append(6) 
>>> stack.append(7) 
>>> stack 
[3,4,5,6,7] 
>>> stack.pop() 
7 
>>> stack 
[3,4,5,6] 
>>> stack.pop() 
6 
>>> stack 
[3,4,5] 

這種情形下，list 其實就用作棧(stack)了。

但是，如果你的程序需要頻繁在 list 頭部或中間插入或刪除元素，list 就不太適合你的需求了。

因為，list 底層是通過變長數組實現的。在數組頭部或中間插入或刪除元素，需要逐個移動插入位置之后的每個元素。這在數據量大時會消耗大量時間，效率低下。

而在常見的業務場景中，頻繁增刪中間元素的操作多見于鏈式存儲結構(如鏈表)，在線性存儲結構(如數組)中并不多見。

如果想在 Python 中使用鏈式結構，可以使用 collections.deque。嚴格來說，collections.deque 也不是一個完全的鏈式結構，它是一個帶有塊(block)數據的鏈式結構。每個 block 都是一個線性數組。

我們來看一個需要頻繁在數據集的首尾執行操作的場景：隊列(queue)。

隊列是一個先進先出(FIFO)的數據結構，數據從尾部插入，從頭部取出。就好像我們日常排隊一樣。

由于需要頻繁刪除頭部元素，list 也不適合用作隊列。很多初學者僅從list 這個單詞的字面意思來理解，就把 list 作為隊列來使用，這是欠妥的。

我們可以用 collections.deque 來實現隊列操作。

>>>from collections import deque 
>>> queue = deque(["Eric","John","Michael"]) 
>>> queue.append("Terry") 
>>> queue.append("Graham") 
>>> queue 
deque(['Eric','John','Michael','Terry','Graham']) 
>>>  
>>> queue.popleft() 
'Eric' 
>>> queue.popleft() 
'John' 
>>> queue 
deque(['Michael','Terry','Graham']) 

總結一下。

list 適用于處理動態數據集，特別適合用于讀操作遠多于寫操作的場景。

list 可用來實現棧操作。

List 不適合用作隊列，可使用 collections.deque 來實現隊列操作。

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