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解读NumPy数组与Python列表的比较

2024-11-5 01:11| 发布者: 76a9| 查看: 98| 评论: 0

摘要: 目次Python列表简介NumPy数组简介性能比较1. 数组操作2. 循环操作内存使用比较1. 内存占用2. 大数据集结论在Python中,处置惩罚数值数据时,我们通常面临两种选择: 使用Python内置的列表(list)或使用NumPy库提供
目次

在Python中,处置惩罚数值数据时,我们通常面临两种选择:

使用Python内置的列表(list)或使用NumPy库提供的数组(array)。

本文将深入探讨NumPy数组与Python列表之间的差异,包括它们在性能和内存使用方面的特点,并通过实际代码示例来论证这些差异。

Python列表简介

Python列表是一个动态数组,可以包罗不同类型的元素,包括数字、字符串、乃至其他列表。

列表是Python中最基本的数据结构之一,易于使用,但它们在处置惩罚大型数据集时可能会遇到性能瓶颈。

NumPy数组简介

NumPy数组是一个固定类型的多维数组,专为数值盘算而优化。

NumPy数组在内存中是连续存储的,这使得它们在实行数组操作时比Python列表更加高效。

性能比较

1. 数组操作

NumPy数组在实行数组操作时,如加法、乘法等,通常比Python列表快得多。

这是由于NumPy内部使用优化的C语言代码来实行这些操作。

[code]import numpy as np # 创建两个NumPy数组 array1 = np.array([1, 2, 3, 4, 5]) array2 = np.array([2, 3, 4, 5, 6]) # 数组加法 result = array1 + array2 print(result) # 输出: [ 3 5 7 9 11][/code]

2. 循环操作

当涉及到循环操作时,NumPy数组的性能上风更加显着。

NumPy提供了广播功能,允许主动扩展较小的数组以匹配较大数组的形状,从而简化了代码并进步了性能。

[code]# 使用NumPy举行向量化操作 vectorized_result = array1 * 2 print(vectorized_result) # 输出: [2 4 6 8 10][/code]

内存使用比较

1. 内存占用

NumPy数组在内存占用方面通常比Python列表更优。

由于NumPy数组是固定类型的,它们在内存中是连续存储的,这减少了内存的开销。

2. 大数据集

对于大数据集,NumPy数组的内存上风尤为显着。

NumPy数组的内存占用通常远小于等效的Python列表。

[code]# 创建一个大的Python列表 big_list = list(range(1000000)) # 创建一个等效的NumPy数组 big_array = np.arange(1000000) # 比较内存占用 print(f"Memory usage of list: {big_list.__sizeof__() / 1024**2:.2f} MB") print(f"Memory usage of NumPy array: {big_array.size * big_array.itemsize / 1024**2:.2f} MB")[/code]

结论

固然Python列表在灵活性和易用性方面具有上风,但在处置惩罚大型数值数据集时,NumPy数组在性能和内存使用方面提供了显著的上风。NumPy的数组操作更快,内存占用更少,这使得它成为科学盘算和数据分析的首选工具。

在实际应用中,选择使用NumPy数组照旧Python列表,应根据具体需求、数据大小和性能要求来决定。对于需要高性能数值盘算的场景,推荐使用NumPy数组。而对于需要存储多种数据类型或需要高度灵活性的场景,Python列表可能是更好的选择。

以上为个人经验,盼望能给各人一个参考,也盼望各人多多支持脚本之家。


来源:https://www.jb51.net/python/328716oy5.htm
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