Pythonのリストとdequeの違い

2023年10月21日

Pythonのリスト（list）とdequeの主な違いは、要素の追加、削除、およびアクセスのパフォーマンスです。以下に、両者の主な違いを示します：

1. 要素の追加と削除のパフォーマンス:

   • リスト：リストの末尾に要素を追加（append）するのは高速ですが、リストの先頭に要素を追加する場合、すべての要素をシフトする必要があるため、時間がかかります（insert(0, value)）。
   • deque：dequeは両端からの要素の追加と削除が効率的です。リストと同様に、末尾に要素を追加するのは高速ですが、先頭に要素を追加する場合にも高速です（appendとappendleftメソッド）。

2. アクセス時間:

   • リスト：リストは任意の位置の要素にアクセスするのに高速です。要素の位置に関係なく、O(1)のアクセス時間がかかります。
   • deque：dequeも末尾および先頭の要素にはO(1)のアクセス時間がかかりますが、中間の位置にある要素にアクセスする場合、リストよりもわずかに遅くなります。これは、dequeが内部で連結リストを使用しているためです。

3. 固定長のサポート:

   • リスト：リストは可変長で、固定長をサポートしません。要素を追加し続けることができます。
   • deque：dequeは固定長（maxlen引数を指定）をサポートし、要素を追加すると最も古い要素が自動的に削除されます。

4. 使用ケース:

   • リスト：一般的なデータのコレクションに適しています。要素の追加や削除が中央ではなく、主に末尾で行われる場合に適しています。
   • deque：キュー（FIFO）やスタック（LIFO）として使用する場合や、要素の追加と削除が両端で頻繁に行われる場合に適しています。大量の要素の追加・削除が必要な場合には、リストよりも効率的です。

総括すると、dequeは要素の追加・削除が高速で、特に先頭からの操作が効率的な場合に優れたデータ構造です。一方、リストは要素のアクセスが速く、可変長のデータコレクションとして一般的に使用されます。選択肢は使用ケースに応じて選ばれるべきです。