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Python hat sich aufgrund seiner Vielseitigkeit, Skalierbarkeit und einfachen Syntax zu einer der beliebtesten Programmiersprachen entwickelt. Unter den Datenstrukturen von Python gibt es zwei, die die meisten Menschen verwirren: Tupel und Listen. Beide Datenstrukturen speichern Daten, aber sie unterscheiden sich in Funktionalität, Leistung und Syntax.
Zu verstehen, was Listen und Tupel voneinander unterscheidet, ist entscheidend für die Optimierung Ihres Codes und die Auswahl der Datenstruktur, die Ihrem Anwendungsfall am besten entspricht. In diesem Artikel führen wir einen direkten Vergleich von Python-Tupeln und Listen durch und heben die Hauptunterschiede zwischen ihnen hervor. Tauchen wir direkt ein!
Python Tuples vs Lists: Side-by-Side Comparison
Python Tuples vs Listen: Was ist der Unterschied?
Syntax
Die Syntax für Tupel und Listen ist unterschiedlich. Tupel werden mit Klammern erstellt, während Listen mit eckigen Klammern erstellt werden. Dies mag wie ein kleines Detail erscheinen, aber es ist ein wichtiger Unterschied, der sie von anderen unterscheidet. Um beispielsweise ein Tupel aus drei Elementen zu erstellen, schreiben Sie es so:
my_tuple=(1, 2, 3)
Aber wenn Sie eine Liste erstellen möchten aus drei Elementen, würden Sie stattdessen eckige Klammern verwenden:
my_list=[1, 2, 3]
Das mag auf den ersten Blick keine große Sache sein, aber wenn Sie den Unterschied kennen ist entscheidend, wenn es darum geht, Daten in Python zu manipulieren und mit ihnen zu arbeiten.
Veränderlichkeit
Neben syntaktischen Unterschieden unterscheiden sich Tupel und Listen auch in Bezug auf die Veränderlichkeit. Tupel sind unveränderlich, was bedeutet, dass ihre Werte nach ihrer Erstellung nicht mehr geändert werden können.
Tupel dienen dazu, zusammengehörige Daten zu speichern, die nicht geändert werden sollten, wie z. B. Koordinaten, Daten oder Einstellungen. Diese Unveränderlichkeit ist unerlässlich, da sie dazu beiträgt, Fehler in Ihrem Code zu vermeiden und sicherzustellen, dass die Daten, mit denen Sie arbeiten, konsistent bleiben.
Die Liste ist die der vielseitigste Datentyp, der in Python verfügbar ist.
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Auf der anderen Seite sind Listen veränderbar, was bedeutet, dass Sie Elemente nach Bedarf hinzufügen, entfernen oder ändern können. Dadurch eignen sich Listen besser zum Speichern und Manipulieren von Daten, die sich im Laufe der Zeit ändern können, wie z. B. Benutzereingaben, Datenbankeinträge oder Ergebnisse von Berechnungen.
Ein weiterer wichtiger Unterschied zwischen Tupeln und Listen in Bezug auf Veränderlichkeit ist die Fähigkeit zu die Reihenfolge ihrer Elemente ändern. Tupel behalten die Reihenfolge ihrer Elemente bei, was sie ideal zum Speichern verwandter Daten macht, die Sie in einer bestimmten Reihenfolge halten möchten.
Listen hingegen sind nicht geordnet, was bedeutet, dass Sie Elemente an jeder Position in der Liste hinzufügen oder entfernen können, ohne sich Gedanken darüber machen zu müssen, die Reihenfolge der anderen Elemente zu stören.
Geschwindigkeit
Was die Leistung betrifft, haben Tupel einen klaren Vorteil gegenüber Listen. Ihre Unveränderlichkeit bedeutet, dass sie beim Hinzufügen oder Entfernen von Elementen nicht in der Größe geändert werden müssen, wodurch sie viel schneller sind als Listen. Dies macht Tupel zu einer ausgezeichneten Wahl für große Datensätze, bei denen die Leistung entscheidend ist.
Auf der anderen Seite sind Listen langsamer, weil sie während der Laufzeit in der Größe verändert werden können, was sie flexibler macht als Tupel. Allerdings geht diese Flexibilität auf Kosten der Leistung.
Tupel sind nicht nur schneller, sondern auch schneller als Listen, wenn es um Iteration und Indizierung geht. Dies liegt daran, dass Tupel eine feste Struktur haben, die eine schnellere Verarbeitung ermöglicht. Das bedeutet, dass Tupel die bessere Wahl sind, wenn Sie viele Iterationen oder Indizierungsvorgänge an Ihren Daten durchführen müssen.
Aber obwohl sie in bestimmten Szenarien möglicherweise langsamer als Tupel sind, können sie in diesen Fällen bequemer sein Arbeiten mit kleineren Datensätzen. Ihre Fähigkeit, zur Laufzeit in der Größe verändert zu werden, macht sie viel flexibler und einfacher zu handhaben als Tupel.
Speichernutzung
Tupel haben einen kleineren Speicherbedarf, da sie keinen zusätzlichen Speicherplatz benötigen zum Ändern der Größe oder zum Anhängen von Elementen. Auf der anderen Seite verbrauchen Listen mehr Speicher, da ihre Größe dynamisch geändert werden kann und Python zusätzlichen Speicher zuweisen muss, um diese Änderungen aufzunehmen.
Das macht Tupel ideal für die Handhabung von Datenstrukturen, die sich wahrscheinlich nicht ändern, wie etwa konstante Werte oder Konfigurationsparameter.
Tupel werden verwendet Speichern Sie mehrere Elemente in einer einzigen Variablen.
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Durch die Reduzierung der Speichernutzung können Tupel auch dazu beitragen, die Leistung Ihres Python-Codes zu optimieren, insbesondere beim Umgang mit großen Datensätzen. Wenn Sie also mit speicherintensiven Python-Anwendungen arbeiten, ziehen Sie die Verwendung von Tupeln anstelle von Listen in Betracht, um die Speichernutzung zu reduzieren und die Leistung Ihres Codes zu verbessern.
Zugänglichkeit
Ein weiterer wichtiger Unterschied zwischen Tupeln und Listen ist Barrierefreiheit. Ein Tupel unterstützt den wahlfreien Zugriff, was Ihnen den direkten Zugriff auf jedes Element innerhalb des Tupels über seine Indexnummer ermöglicht. Im Gegensatz dazu unterstützt eine Liste keinen wahlfreien Zugriff.
Stattdessen müssen Sie alle Elemente durchlaufen, bis Sie das gewünschte erreichen. Dies dauert länger als der wahlfreie Zugriff, wodurch der Zugriff auf Elemente in einem Tupel schneller erfolgt als der Zugriff auf Elemente in einer Liste.
Außerdem werden Tupel als ein Array von Zeigern auf Objekte implementiert, während Listen als ein Array von Zeigern auf Objekte implementiert werden, die auf andere Objekte zeigen, sodass es eine zusätzliche Indirektionsebene gibt, wenn auf ein Element in zugegriffen wird eine Liste. Für die meisten Zwecke ist der Leistungsunterschied zwischen Tupeln und Listen vernachlässigbar.
Jedoch vervielfacht sich der marginale Geschwindigkeitsunterschied, wenn die Skalierung der Anwendung groß ist, was zu erheblichen Rechenzeitgewinnen oder-verlusten führen kann. Sie sollten daher den Umfang Ihrer Anwendung berücksichtigen, bevor Sie sich zwischen Tupeln und Listen entscheiden.
Python-Tupel vs. Listen: 6 wichtige Fakten
Tupel können als Wörterbuchschlüssel verwendet werden, Listen jedoch nicht. Dies liegt daran, dass Tupel unveränderlich sind und ihre Werte nicht geändert werden können, wodurch sie für die Verwendung als Schlüssel geeignet sind. Tupel werden häufig verwendet, um mehrere Werte von einer Funktion in Python zurückzugeben. Beispielsweise könnte eine Funktion, die die Fläche und den Umfang eines Rechtecks berechnet, ein Tupel zurückgeben, das die Fläche und den Umfang enthält. Listen können Elemente verschiedener Datentypen enthalten, während Tupel normalerweise Elemente desselben Datentyps enthalten. genau wie Listen, die Ihnen den einfachen Zugriff auf einzelne Elemente oder Teilmengen von Elementen ermöglichen. Python-Arrays ähneln Listen, sind jedoch effizienter, da sie an zusammenhängenden Speicherorten gespeichert werden. Arrays können jedoch nur einen Datentyp enthalten. Tupel können nützlich sein, wenn Sie nicht möchten, dass sich Variablen zur Laufzeit ändern. Ein Beispiel hierfür ist eine Konfigurationsdatei in einem Programm.
Python-Tupel vs. Listen: Was ist besser? Welche sollten Sie wählen?
Tupel und Listen haben jeweils ihre eigenen einzigartigen Anwendungsfälle und es ist wichtig zu wissen, wie sie verwendet werden sollten. Bei der Verwendung von Listen ist zu beachten, dass sie anfällig für Fehler oder nicht autorisierte Änderungen sein können.
Die Unveränderlichkeit von Tupeln stellt sicher, dass die Daten unverändert bleiben und verhindert versehentliche Änderungen, während Listen anfällig für Fehler oder unbefugte Änderungen sein können. Wenn Sie beispielsweise eine Liste an eine Funktion übergeben und innerhalb der Funktion ändern, wird die ursprüngliche Liste außerhalb der Funktion ebenfalls beeinflusst, was zu unerwünschten Ergebnissen führen kann.
Die Verwendung von Tupeln als Funktionsargumente kann Ihnen helfen, dieses Problem zu vermeiden, da sie unveränderlich sind und innerhalb der Funktion nicht geändert werden können. Schauen wir uns nun bestimmte Fälle an, in denen Sie besser dran sind, das eine oder andere zu verwenden.
Python-Tupel vs. Listen: Wann man sie verwenden sollte
Im Allgemeinen eignen sich Tupel am besten für Situationen, in denen Sie eine geordnete Sammlung von Elementen benötigen, die sich im Laufe der Zeit nicht ändern, wie z als Koordinaten oder Punkte auf einer Karte. Sie eignen sich auch gut zum Speichern statischer heterogener Daten wie Metadaten zu einer bestimmten Entität, beispielsweise die Biodaten einer Person.
Die Tatsache, dass Tupel unveränderlich sind, bedeutet, dass Sie sicher sein können, dass die von Ihnen gespeicherten Daten unverändert bleiben, was besonders wichtig ist, wenn Sie mit sensiblen oder vertraulichen Informationen umgehen.
Listen , eignen sich hingegen besser zum Speichern homogener Daten und für Situationen, in denen Sie eine geordnete Sammlung von Elementen benötigen, die sich im Laufe der Zeit ändern, z. B. die Punkte des Benutzers in einem Spiel. Da Listen veränderbar sind, können Sie bei Bedarf problemlos Elemente hinzufügen oder entfernen, was sie zu einer großartigen Wahl für dynamische Daten macht.
Trotzdem hängt die Wahl zwischen Tupeln und Listen von Ihren spezifischen Anforderungen ab Python-Programm. Bewaffnet mit dem Wissen um die jeweiligen Unterschiede und Anwendungsfälle sollten Sie nun in der Lage sein, die am besten geeignete Datenstruktur für jeden Anwendungsfall auszuwählen.
Python-Tupel vs. Listen: 5 Hauptunterschiede und wann sie verwendet werden sollten Jede FAQ (häufig gestellte Fragen)
Können Sie Tupel und Listen austauschbar verwenden?
Tupel und Listen mögen zwar ähnlich erscheinen, können aber nicht austauschbar verwendet werden. Tupel werden am besten für Situationen verwendet, in denen Sie eine geordnete Sammlung von Elementen benötigen, die sich im Laufe der Zeit nicht ändern, während Listen besser für Situationen geeignet sind, in denen Sie eine geordnete Sammlung von Elementen benötigen, die sich im Laufe der Zeit ändern.
Ist es schneller, auf Elemente in einem Tupel oder einer Liste zuzugreifen?
Auf Tupel kann schneller zugegriffen werden als auf Listen in Python, weil sie wahlfreien Zugriff unterstützen, was bedeutet, dass Sie direkt auf jedes Element darin zugreifen können das Tupel anhand seiner Indexnummer.
Im Gegensatz dazu unterstützen Listen keinen wahlfreien Zugriff, daher müssen Sie alle Elemente durchlaufen, bis Sie das gewünschte Element erreichen, was länger dauert.
Wie kann ich ein Tupel in eine Liste umwandeln und umgekehrt?
Sie können ein Tupel in eine Liste umwandeln, indem Sie die Funktion list() verwenden. Wenn Sie beispielsweise ein Tupel in eine Liste umwandeln möchten, würden Sie Folgendes eingeben: list(my_tuple). Um eine Liste in ein Tupel umzuwandeln, würden Sie die Funktion tuple() verwenden. Wenn Sie beispielsweise eine Liste in ein Tupel umwandeln möchten, würden Sie tuple(my_list) eingeben.
Kann ich einem Tupel Elemente voranstellen oder anhängen?
Nein, Sie können einem Tupel keine Elemente voranstellen oder anhängen, da es unveränderlich ist. Wenn Sie einer Sammlung neue Elemente hinzufügen müssen, sollten Sie stattdessen eine Liste verwenden.
Was ist der Unterschied zwischen einem Tupel und einem Wörterbuch?
Der Hauptunterschied zwischen einem Tupel und einem Wörterbuch besteht darin, dass ein Tupel eine Folge von Elementen ohne Bezeichnungen speichert, während ein Wörterbuch Elemente mit Bezeichnungen speichert.