将集合转换为 python 中的列表的算法复杂度

Question

在python中，当我将我的集合转换为列表时，这种任务的算法复杂度是多少？它只是对集合进行类型转换，还是需要将项目复制到不同的数据结构中？发生什么事了？

我很想知道复杂性是恒定的，就像 Python 中的许多东西一样。

Answer 1

您可以通过一个简单的基准测试轻松地看到这一点：

import matplotlib.pyplot as plt


x = list(range(10, 20000, 20))
y = []
for n in x:
    s = set(range(n))
    res = %timeit -r2 -n2 -q -o list(s)
    y.append(res.best)


plt.plot(x, y)

这清楚地显示了线性关系 -- 模一些噪声。

（已编辑，因为第一个版本的基准测试有所不同）。

Answer 2

复杂度是线性的，因为所有引用都被复制到新容器中。但只有引用和是对象而不是对象 - 对于大对象来说可能很重要。

Answer 3

大多数情况下的时间复杂度为 O(n) 其中 n 是集合的大小，因为：

该集合作为 hashtable 实现，其基础数组大小受集合大小的固定倍数限制。迭代集合是通过迭代底层数组来完成的，所以它需要 O(n) 时间。
将一个项目添加到列表中需要 O(1) 的摊销时间，即使列表的基础数组最初没有分配到足够大以容纳整个集合；所以将 n 项附加到空列表需要 O(n) 时间。

但是，有一点需要注意，Python 的集合的基础数组大小基于集合对象的最大大小，不一定基于其当前大小；这是因为当从集合中删除元素时，底层数组不会重新分配为更小的大小。如果一个集合很小但过去更大，那么迭代它可能比 O(n).

慢

将集合转换为 python 中的列表的算法复杂度

Algorithmic complexity to convert a set to a list in python

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