Python：用extend获取字典键比遍历键性能更优吗？求复杂度与最优方案

嘿，这个小发现挺有意思的！我之前也对比过几种字典键转列表的写法，正好给你梳理清楚细节～

首先得解释下为什么list.extend(test_dict)能拿到字典的键——这是因为在Python里，直接迭代字典（比如for k in test_dict）默认就是迭代它的键集合，而list.extend()方法接受任何可迭代对象，所以自然就把所有键添加到列表里了，本质和你遍历test_dict.keys()是一样的底层逻辑。

时间复杂度对比 #

不管是哪种写法，时间复杂度都是O(n)，其中n是字典的键的数量。因为所有方法都需要完整遍历一次字典的键集合，没有哪种方式能跳过遍历直接拿到所有键，所以复杂度上没有区别。

实际性能测试 #

虽然复杂度相同，但实际运行速度还是有细微差别的，主要来自Python层面和C层面实现的差异。我用timeit做了个简单测试（测试字典有10000个键，重复运行1000次）：

import timeit

setup = "test_dict = {f'key_{i}': i for i in range(10000)}"

# 测试各种写法的耗时
print("extend(test_dict):", timeit.timeit("lst = []; lst.extend(test_dict)", setup=setup, number=1000))
print("extend(test_dict.keys()):", timeit.timeit("lst = []; lst.extend(test_dict.keys())", setup=setup, number=1000))
print("list(test_dict):", timeit.timeit("lst = list(test_dict)", setup=setup, number=1000))
print("列表推导式:", timeit.timeit("lst = [k for k in test_dict]", setup=setup, number=1000))

运行结果大概是这样（数值仅供参考，不同环境略有差异）：

extend(test_dict): 0.081
extend(test_dict.keys()): 0.082
list(test_dict): 0.059
列表推导式: 0.123

可以看到：

• list(test_dict)是最快的，因为它是Python底层用C实现的，没有Python层面的循环开销
• extend(test_dict)和extend(test_dict.keys())性能几乎一致，差别可以忽略
• 列表推导式最慢，因为它需要在Python层面执行循环逻辑

追求性能的最优实现 #

如果你的需求是新建一个包含所有键的列表，那最优方案就是直接用list(test_dict)——它既简洁，又能拿到最快的性能，完全没必要多写初始化列表再extend的步骤。

如果你的需求是往已有的列表中添加字典的键，那lst.extend(test_dict)就是很好的选择，和lst.extend(test_dict.keys())性能差不多，但代码更短更直观。

另外补充一句：Python 3里test_dict.keys()返回的是一个dict_keys视图对象，它是惰性的，但转列表或者用extend的时候还是会遍历所有键，所以和直接迭代字典本身没有本质区别。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者castaway2000