Python中list添加元素操作效率问题探讨

在Python里，往list里加元素，最常用的就append()、insert()和extend()这几个方法，还有+和+=操作符。它们的效率差别挺大的，选错了在大数据量时性能会差很多。

核心结论：append()是O(1)常数时间复杂度，最快；insert(0, item)在开头插入是O(n)线性时间，最慢，要尽量避免。

下面用代码和耗时对比来直观感受一下：

import timeit

# 1. 测试 append() 在末尾添加
def test_append():
    lst = []
    for i in range(10000):
        lst.append(i)
    return lst

# 2. 测试 insert(0, item) 在开头添加
def test_insert_front():
    lst = []
    for i in range(10000):
        lst.insert(0, i)  # 每次都在索引0处插入
    return lst

# 3. 测试用 + 连接列表
def test_plus_operator():
    lst = []
    for i in range(10000):
        lst = lst + [i]  # 创建新列表，效率低
    return lst

# 4. 测试用 += 或 extend()
def test_extend():
    lst = []
    for i in range(10000):
        lst += [i]  # 相当于extend，原地修改
    return lst

# 运行时间测试
print("append() 耗时:", timeit.timeit(test_append, number=1000))
print("insert(0, ...) 耗时:", timeit.timeit(test_insert_front, number=1000))
print("+ 操作符耗时:", timeit.timeit(test_plus_operator, number=1000))
print("+= 操作符耗时:", timeit.timeit(test_extend, number=1000))

运行结果大致是：

• append() 和 +=（extend()）非常快，耗时最短。
• insert(0, ...) 慢一个数量级，因为它每次都要移动所有已有元素。
• + 操作符最慢，因为它每次循环都创建新列表，复杂度是O(n²)。

原理很简单：Python的list是动态数组，append()在数组末尾预留了空间，不够时才扩容，平均是O(1)。而insert(0, x)在开头插入，需要把后面所有元素都往后挪一位，是O(n)操作。+生成新列表，内存分配和数据复制开销大。

所以，日常就用append()来逐个加元素，用extend()或+=来合并另一个列表。除非特殊情况，否则别用insert(0, ...)和循环+。

总结：无脑用append()和extend()就对了。

我这边也是 m2 比 m1 要快。