python - 从列表中生成字典的最快方法，其中键 == 值

Question

我有一个 list ，说:

NUM = 100
my_list = list(range(NUM))

我想生成一个 dict其中键等于值，例如:

my_dict = {item: item for item in my_list}

或者:

my_dict = dict(zip(my_list, my_list))

我已经运行了一些微基准测试，看起来它们的速度相似，但我希望第二个会更快，因为循环应该在 C 中发生。

例如，以下构造:

my_dict = {key: SOMETHING for key in keys}

翻译成更快:

my_dict = dict.fromkeys(k, SOMETHING)

所以，我的问题是: {x: x for x in my_list} 是否有类似的结构？ ?

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我查了 dir(dict)并且在这个方向上似乎没有任何东西(我希望它被称为 dict.fromitems() 之类的东西)。

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像 dict.fromitems() 这样的方法将有比这个特定用例更广泛的应用，因为:

dict.fromitems(keys, values)

原则上可以同时替代两者:

{k, v for k, v in zip(keys, values)}

和:

dict(zip(keys, values))

Answer 1

不，没有更快的方法可用于字典。

那是因为性能成本全部在于处理迭代器中的每个项目、计算其散列并将键插入字典数据散列表结构中(包括动态增长这些结构)。相比之下，执行字典理解字节码真的微不足道。
dict(zip(it, it)) , {k: k for k in it} 和 dict.fromkeys(it) 速度都接近:

>>> from timeit import Timer
>>> tests = {
...     'dictcomp': '{k: k for k in it}',
...     'dictzip': 'dict(zip(it, it))',
...     'fromkeys': 'dict.fromkeys(it)',
... }
>>> timings = {n: [] for n in tests}
>>> for magnitude in range(2, 8):
...     it = range(10 ** magnitude)
...     for name, test in tests.items():
...         peritemtimes = []
...         for repetition in range(3):
...             count, total = Timer(test, 'from __main__ import it').autorange()
...             peritemtimes.append(total / count / (10 ** magnitude))
...         timings[name].append(min(peritemtimes))  # best of 3
...
>>> for name, times in timings.items():
...     print(f'{name:>8}', *(f'{t * 10 ** 9:5.1f} ns' for t in times), sep=' | ')
...
dictcomp |  46.5 ns |  47.5 ns |  50.0 ns |  79.0 ns | 101.1 ns | 111.7 ns
 dictzip |  49.3 ns |  56.3 ns |  71.6 ns | 109.7 ns | 132.9 ns | 145.8 ns
fromkeys |  33.9 ns |  37.2 ns |  37.4 ns |  62.7 ns |  87.6 ns |  95.7 ns

这是每项技术的每项成本表，从 100 到 1000 万项。随着哈希表结构增长的额外成本的累积，时间会增加。

当然， dict.fromkeys()可以更快地处理项目，但它并不比其他进程快一个数量级。它的(小)速度优势并非来自能够在 C 中迭代；区别纯粹在于不必每次迭代更新值指针；所有键都指向单个值引用。
zip()速度较慢，因为它构建了额外的对象(为每个键值对创建一个 2 项元组不是一个免费的操作)，并且它增加了过程中涉及的迭代器的数量，你从字典的单个迭代器开始领悟和 dict.fromkeys() , 到 3 个迭代器( dict() 迭代通过 zip() 委托(delegate)给两个单独的键和值迭代器)。

在 dict 中添加单独的方法是没有意义的。类在 C 中处理这个，因为

无论如何都不是一个足够常见的用例(创建一个键和值相等的映射不是一个常见的需求)

无论如何，在 C 中不会比在字典理解中快得多。