如何降低Python脚本内存占用？以LeetCode三数之和问题为例

我在解决LeetCode的三数之和问题时，代码能正常运行但触发了内存限制。试过减少变量数量，但效果不佳，想了解这类内存超限问题的解决思路。

我的实现代码：

class Solution(object):
    def threeSum(self, nums):
        
        duos = {}
        triple = {}
        for num1 in nums:
            del nums[nums.index(num1)]
            for num2 in nums :
                duos[tuple([num1,num2])] = num1 + num2
            nums.insert(0, num1)
       
        for duo in duos:
            del nums [nums.index(duo[0])]
            del nums [nums.index(duo[-1])]
            for num in nums:
                if duo[0] + duo[-1] + num == 0:
                    x = [duo[0],duo[-1],num]
                    x.sort()
                    triple[tuple(x)] = 1

            nums.insert(0,duo[0])
            nums.insert(0,duo[-1])
        return triple    

问题根源分析 #

你的代码内存超限的核心原因是预存了所有可能的二元组：

• 当输入数组长度为n时，duos字典会存储O(n²)个键值对，比如n=1000时，就会有近100万条记录，直接占满内存。
• 频繁对原数组执行del和insert操作，会导致列表频繁重新分配内存，增加额外的内存开销。
• 用字典triple存储结果去重，虽然能达到目的，但也额外占用了不少内存。

内存优化核心思路 #

1. 放弃预存中间结果，改用实时遍历

不要提前把所有二元组都存起来，而是通过更高效的算法（比如排序+双指针）在遍历过程中直接寻找符合条件的三元组，完全避免O(n²)级别的内存占用。

2. 排序后直接去重，替代字典去重

排序后可以通过跳过重复元素的方式实现去重，不需要用字典存储结果，减少内存开销。

3. 避免修改原数组，改用索引遍历

原代码中删除、插入数组元素的操作既低效又浪费内存，直接用索引遍历排序后的数组即可。

优化后的代码示例 #

class Solution(object):
    def threeSum(self, nums):
        nums.sort()
        result = []
        n = len(nums)
        
        for i in range(n):
            # 跳过重复的第一个元素，避免生成重复三元组
            if i > 0 and nums[i] == nums[i-1]:
                continue
            
            left = i + 1
            right = n - 1
            target = -nums[i]
            
            while left < right:
                current_sum = nums[left] + nums[right]
                if current_sum == target:
                    result.append([nums[i], nums[left], nums[right]])
                    # 跳过left指针的重复元素
                    while left < right and nums[left] == nums[left+1]:
                        left += 1
                    # 跳过right指针的重复元素
                    while left < right and nums[right] == nums[right-1]:
                        right -= 1
                    # 移动指针寻找下一组可能
                    left += 1
                    right -= 1
                elif current_sum < target:
                    left += 1
                else:
                    right -= 1
        
        return result

通用内存超限问题解决思路 #

• 定位内存大户：先找到代码中占用内存最多的对象（比如你的duos字典），这是优化的核心目标。
• 削减冗余存储：避免预存所有可能的中间结果，尽量实时计算，尤其是当数据量达到平方级或更高时。
• 换用低内存算法：很多时候内存超限是因为算法复杂度太高，比如用O(n²)的暴力枚举换成O(n²)时间但O(1)额外空间的双指针法（排序的空间开销可以忽略）。
• 优化数据结构：用更节省内存的结构，比如用列表存储结果代替字典去重，用原地操作减少内存分配。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者levlevon