如何快速檢查 Python 列表中是否存在特定值

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Jinku Hu 2023年1月30日 2019年12月13日
Python Python List
  1. in 檢查 Python 列表中值是否存在的方法
  2. 在 Python 中將列表轉換為集合 set，然後進行成員資格檢查
  3. 列表和集合成員資格檢查之間的效能比較
如何快速檢查 Python 列表中是否存在特定值

我們將介紹不同的方法來檢查 Python 列表中是否存在特定值並比較它們的效能。

這些方法包括

  1. 成員資格檢查方法- in 方法來檢查值是否存在
  2. 將列表轉換為 set，然後使用成員資格檢查方法 in

in 檢查 Python 列表中值是否存在的方法

in 是在 Python 列表、集合、字典或其他可迭代的 Python 物件中執行成員資格檢查的正確方法。

>>> testList = [1, 2, 3, 4]
>>> 2 in testList
True
>>> 6 in testList
False

在 Python 中將列表轉換為集合 set，然後進行成員資格檢查

如果列表長度增加，則列表成員資格檢查可能效率不高，尤其是如果列表中存在重複元素。

在這種情況下，Python 集合 set 是進行成員資格檢查的更好的資料型別，因為集合中的元素值都是唯一的。

列表和集合成員資格檢查之間的效能比較

我們將比較四種情況下的效果差異，

  1. 原始列表具有唯一值，並且選中的值存在於列表中
  2. 原始列表具有唯一值，並且列表中不存在檢查的值
  3. 原始列表具有重複的值，並且檢查的值存在於列表中
  4. 原始列表只有重複的值，並且列表中不存在檢查的值

原始列表僅具有唯一值，並且選中的值存在於列表中

Python 列表中是否存在特定值-列表中的唯一值和待檢查的值存在於 list.png 中

from itertools import chain
import perfplot
import numpy as np

def setupTest(n):
  a = np.arange(n)
  np.random.shuffle(a)
  randomlist = a[:n//2].tolist()
  randomvalue = randomlist[len(randomlist)//2]
  return [randomlist, randomvalue]

def inListMethod(L):
  x, y = L
  return (y in x)

def inSetMethod(L):
  x, y = L
  x = set(x)
  return (y in x)

perfplot.show(
    setup=setupTest,
    kernels=[inListMethod, inSetMethod],
    labels=['in list', 'in set'],
    n_range=[2**k for k in range(1, 20)],
    xlabel='Data Length',
    title='unique values in list and to-be-checked value exists in the list',
    logx=True,
    logy=True)

原始列表只有唯一值，並且列表中不存在檢查的值

Python 值是否存在於列表中-列表中的唯一值和待檢查值在列表中不存在

from itertools import chain
import perfplot
import numpy as np

def setupTest(n):
  a = np.arange(n)
  np.random.shuffle(a)
  randomlist = a[:n//2].tolist()
  randomvalue = n+1
  return [randomlist, randomvalue]

def inListMethod(L):
  x, y = L
  return (y in x)

def inSetMethod(L):
  x, y = L
  x = set(x)
  return (y in x)

perfplot.show(
    setup=setupTest,
    kernels=[inListMethod, inSetMethod],
    labels=['in list', 'in set'],
    n_range=[2**k for k in range(1, 20)],
    xlabel='Data Length',
    title='unique values in list and to-be-checked value does not exist in the list',
    logx=True,
    logy=True)

原始列表具有重複的值，並且檢查的值存在於列表中

Python 列表中是否存在特定值-列表中存在重複值且列表中存在待檢查值

from itertools import chain
import perfplot
import numpy as np

def setupTest(n):
  a = np.arange(n)
  np.random.shuffle(a)
  randomlist = np.random.choice(n, n//2).tolist()
  randomvalue = randomlist[len(randomlist)//2]
  return [randomlist, randomvalue]

def inListMethod(L):
  x, y = L
  return (y in x)

def inSetMethod(L):
  x, y = L
  x = set(x)
  return (y in x)

perfplot.show(
    setup=setupTest,
    kernels=[inListMethod, inSetMethod],
    labels=['in list', 'in set'],
    n_range=[2**k for k in range(2, 20)],
    xlabel='Data Length',
    title='duplicate values in list and to-be-checked value exists in the list',
    logx=True,
    logy=True)

原始列表只有重複的值，並且列表中不存在檢查的值

Python 列表中是否存在特定值-列表中的重複值和待檢查值在列表中不存在

from itertools import chain
import perfplot
import numpy as np

def setupTest(n):
  a = np.arange(n)
  np.random.shuffle(a)
  randomlist = np.random.choice(n, n//2).tolist()
  randomvalue = n+1
  return [randomlist, randomvalue]

def inListMethod(L):
  x, y = L
  return (y in x)

def inSetMethod(L):
  x, y = L
  x = set(x)
  return (y in x)

perfplot.show(
    setup=setupTest,
    kernels=[inListMethod, inSetMethod],
    labels=['in list', 'in set'],
    n_range=[2**k for k in range(2, 20)],
    xlabel='Data Length',
    title='duplicate values in list and to-be-checked value does not exist in the list',
    logx=True,
    logy=True)

效能效果比較結論

儘管 Python 中的 set 成員資格檢查比 Python 列表 list 中的成員資格檢查更快，但是從列表 list 進行轉換或集合 set 消耗時間。因此，如果給定的資料是 Python 列表，那麼如果你首先將列表轉換為 set，然後執行 set 成員資格檢入，則不會帶來任何效能上的好處。

Python 列表中是否存在特定值-概述

from itertools import chain
import perfplot
import numpy as np

def setupTest(n):
  a = np.arange(n)
  np.random.shuffle(a)
  unique_randomlist = a[:n//2].tolist()
  duplicate_randomlist = np.random.choice(n, n//2).tolist()
  existing_randomvalue = unique_randomlist[len(unique_randomlist)//2]
  nonexisting_randomvalue = n+1
  return [unique_randomlist, duplicate_randomlist,
          existing_randomvalue, nonexisting_randomvalue]

def inListMethod_UniqueValue_ValueExisting(L):
  u, d, ex, ne = L
  return (ex in u)

def inListMethod_DuplicateValue_ValueExisting(L):
  u, d, ex, ne = L
  return (ex in d)

def inListMethod_UniqueValue_ValueNotExisting(L):
  u, d, ex, ne = L
  return (ne in u)

def inListMethod_DuplicateValue_ValueNotExisting(L):
  u, d, ex, ne = L
  return (ne in d)

def inSetMethod_UniqueValue_ValueExisting(L):
  u, d, ex, ne = L
  u = set(u)
  return (ex in u)

def inSetMethod_DuplicateValue_ValueExisting(L):
  u, d, ex, ne = L
  d = set(d)                                  
  return (ex in d)

def inSetMethod_UniqueValue_ValueNotExisting(L):
  u, d, ex, ne = L
  u = set(u)                                  
  return (ne in u)

def inSetMethod_DuplicateValue_ValueNotExisting(L):
  u, d, ex, ne = L
  d = set(d)                                  
  return (ne in d)

perfplot.show(
    setup=setupTest,
    equality_check=None,
    kernels=[inListMethod_UniqueValue_ValueExisting,
             inListMethod_DuplicateValue_ValueExisting,
             inListMethod_UniqueValue_ValueNotExisting,
             inListMethod_DuplicateValue_ValueNotExisting,
             inSetMethod_UniqueValue_ValueExisting,
             inSetMethod_DuplicateValue_ValueExisting,
             inSetMethod_UniqueValue_ValueNotExisting,
             inSetMethod_DuplicateValue_ValueNotExisting],
    labels=[ 'inListMethod_UniqueValue_ValueExisting',
             'inListMethod_DuplicateValue_ValueExisting',
             'inListMethod_UniqueValue_ValueNotExisting',
             'inListMethod_DuplicateValue_ValueNotExisting',
             'inSetMethod_UniqueValue_ValueExisting',
             'inSetMethod_DuplicateValue_ValueExisting',
             'inSetMethod_UniqueValue_ValueNotExisting',
             'inSetMethod_DuplicateValue_ValueNotExisting'],
    n_range=[2**k for k in range(2, 20)],
    xlabel='Data Length',
    logx=True,
    logy=True)
Author: Jinku Hu
Jinku Hu avatar Jinku Hu avatar

Founder of DelftStack.com. Jinku has worked in the robotics and automotive industries for over 8 years. He sharpened his coding skills when he needed to do the automatic testing, data collection from remote servers and report creation from the endurance test. He is from an electrical/electronics engineering background but has expanded his interest to embedded electronics, embedded programming and front-/back-end programming.

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