Python中执行for elem in A[a:b]遍历是否会复制数组？

问题解答 #

1. for elem in A[a:b] 的运行逻辑

这个写法的实际行为完全取决于A所属的类型：

• 如果A是Python原生列表（list）：
  执行切片操作A[a:b]时，会直接在内存中复制该区间内的所有元素，生成一个全新的子列表，后续遍历实际是在遍历这个新生成的临时子列表。如果切片区间很大，会产生和切片元素总量相等的额外内存开销。
• 如果A是支持视图机制的序列（比如numpy数组）：
  A[a:b]不会复制原数据，只会生成一个记录了原数组引用、起止位置、步长的视图对象，遍历的时候直接访问原数组对应位置的元素，不会产生大量额外内存占用。

2. 和range写法的内存占用对比

两者的内存占用是否一致，同样和A的类型相关：

• 对于Python原生列表：两者内存占用完全不同。
  range在Python3中是惰性可迭代对象，本身只存储起止值、步长三个属性，几乎不占额外内存，遍历过程中直接通过索引访问原列表的元素，除了循环变量没有其他额外开销，内存占用远低于切片复制的写法。
• 对于支持视图的序列类型：两者内存占用基本一致，都不会复制原数据，仅会产生少量存储元数据的内存开销。

补充优化方案

如果遍历大的原生列表时不想额外占用内存，又不想手动写索引遍历，可以用itertools.islice实现惰性切片迭代：

from itertools import islice
for elem in islice(A, a, b):
    something(elem)

这个写法不会复制切片数据，内存占用和range写法基本一致。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者arthll