Python 列表添加元素：`append()` 和 `extend()` 的区别

在 Python 中，向列表添加元素常用的方法有 append() 和 extend()。这两个方法虽然都可以用来添加元素，但它们的行为和性能有明显的差异。

1. 行为差异

append()

• 作用：将传入的元素作为一个整体添加到列表的末尾。

• 示例 ：

  output_contents = []
  content = [1, 2, 3]
  output_contents.append(content)
  print(output_contents)  # 输出：[[1, 2, 3]]

extend()

• 作用：将传入的可迭代对象中的每个元素逐一添加到列表的末尾。

• 示例 ：

  output_contents = []
  content = [1, 2, 3]
  output_contents.extend(content)
  print(output_contents)  # 输出：[1, 2, 3]

2. 性能差异

append()

• 时间复杂度：O(1)，因为每次只添加一个元素。
• 适用场景：添加单个元素时非常高效。

extend()

• 时间复杂度：O(k)，其中 k 是可迭代对象的长度。
• 适用场景：添加多个元素时更高效，因为它只需要进行一次内存分配和复制操作。

3. 性能比较

• 添加单个元素 ：append() 更快，因为它只涉及一次操作。
• 添加多个元素 ：extend() 更快，因为它可以批量处理，减少内存分配和复制的次数。

示例代码：性能比较

import time

# 添加单个元素
start_time = time.time()
output_contents = []
for i in range(10000):
    output_contents.append(i)
print(f"append() 添加单个元素耗时：{time.time() - start_time} 秒")

# 添加多个元素
start_time = time.time()
output_contents = []
content = list(range(10000))
output_contents.extend(content)
print(f"extend() 添加多个元素耗时：{time.time() - start_time} 秒")

# 添加多个元素，使用多次 append()
start_time = time.time()
output_contents = []
content = list(range(10000))
for item in content:
    output_contents.append(item)
print(f"多次 append() 添加多个元素耗时：{time.time() - start_time} 秒")

通过上述示例，可以看到在添加多个元素时，使用 extend() 方法通常比多次调用 append() 更快。因此，如果需要添加单个元素，使用 append()；如果需要添加多个元素，尤其是来自一个可迭代对象，使用 extend() 会更高效。