Python 疑難問題：[] 與 list() 哪個快？

# 方法一：使用成對的方括號語法
list_a = []

# 方法二：使用內建的 list()
list_b = list()
複製程式碼

上面的兩種寫法，你經常使用哪一個呢？是否思考過它們的區別呢？

讓我們開門見山，直接丟擲本文的問題吧：兩種建立列表的 [] 與 list() 寫法，哪一個更快呢，為什麼它會更快呢？

注：為了簡化問題，我們以建立空列表為例進行分析。關於列表的更多介紹與用法說明，可以檢視這篇文章

1、 [] 是 list() 的三倍快

對於第一個問題，使用timeit模組的 timeit() 函式就能簡單地測算出來：

>>> import timeit
>>> timeit.timeit('[]', number=10**7)
>>> timeit.timeit('list()', number=10**7)
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如上圖所示，在各自呼叫一千萬次的情況下，[] 建立方式只花費了 0.47 秒，而 list() 建立方式要花費 1.75 秒，所以，後者的耗時是前者的 3.7 倍！

這就回答了剛才的問題：建立空列表時，[] 要比 list() 快不少。

注：timeit() 函式的效率跟執行環境相關，每次執行結果會有微小差異。我在 Python3.8 版本實驗了幾次，總體上 [] 速度是 list() 的 3 倍多一點。

2、list() 比 [] 執行步驟多

那麼，我們繼續來分析一下第二個問題：為什麼 [] 會更快呢？

這一次我們可以使用dis模組的 dis() 函式，看看兩者執行的位元組碼有何差別：

>>> from dis import dis
>>> dis("[]")
>>> dis("list()")
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如上圖所示，[] 的位元組碼有兩條指令（BUILD_LIST 與 RETURN_VALUE），而 list() 的位元組碼有三條指令（LOAD_NAME、CALL_FUNCTION 與 RETURN_VALUE）。

這些指令意味著什麼呢？該如何理解它們呢？

首先，對於 []，它是 Python 中的一組字面量（literal），像數字之類的字面量一樣，表示確切的固定值。

也就是說，Python 在解析到它時，就知道它要表示一個列表，因此會直接呼叫直譯器中構建列表的方法（對應 BUILD_LIST ），來建立列表，所以是一步到位。

而對於 list()，“list”只是一個普通的名稱，並不是字面量，也就是說直譯器一開始並不認識它。

因此，直譯器的第一步是要找到這個名稱（對應 LOAD_NAME）。它會按照一定的順序，在各個作用域中逐一查詢（區域性作用域--全域性作用域--內建作用域），直到找到為止，找不到則會丟擲NameError。

直譯器看到“list”之後是一對圓括號，因此第二步是把這個名稱當作可呼叫物件來呼叫，即把它當成一個函式進行呼叫（對應 CALL_FUNCTION）。

因此，list() 在建立列表時，需要經過名稱查詢與函式呼叫兩個步驟，才能真正開始建立列表（注：CALL_FUNCTION 在底層還會有一些函式呼叫過程，才能走到跟 BUILD_LIST 相通的邏輯，此處我們忽略不計）。

至此，我們就可以回答前面的問題了：因為 list() 涉及的執行步驟更多，因此它比 [] 要慢一些。