Python列表切片时间复杂度为O(k)而非O(n),因只复制索引范围内k个元素,不遍历整个原列表;负索引换算、空切片等均为O(1),步长切片仍为O(k);浅拷贝导致可变对象修改影响原列表。

Python 列表切片操作的时间复杂度是 O(k),其中 k 是切片结果的长度(即新列表中元素个数),而不是原列表长度 n。
为什么不是 O(n)?
切片会创建一个新列表,并逐个复制选中的元素。它不会遍历整个原列表,只访问索引范围内的元素。例如:
-
lst[1000:1005]—— 即使lst有 100 万个元素,也只复制 5 个,耗时与 100 万无关; -
lst[:]或lst[0:len(lst)]—— 复制全部元素,此时 k = n,退化为 O(n); -
lst[::2]—— 步长不为 1 时,仍需访问约 k 个位置并复制对应元素,仍是 O(k)。
切片不改变原列表,但内存开销不可忽略
切片生成的是浅拷贝:新列表对象独立,但其中的元素引用与原列表相同。这意味着:
- 数值、字符串等不可变对象无额外风险;
- 若列表含可变对象(如子列表、字典),修改切片中的子对象会影响原列表对应位置;
- 即使只取一个元素(如
lst[5:6]),也会分配新列表对象并复制引用,存在常数级开销。
常见误区提醒
以下操作看似“轻量”,实则未必:
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-
lst[i:j]当 i > j 时返回空列表,时间复杂度为 O(1)(仅创建空列表,不遍历); -
lst[i:j:k](带步长)的时间复杂度仍是 O(k),因为内部循环执行约 ⌈(j−i)/k⌉ 次; - 负索引(如
lst[-3:])需先换算为正索引,但换算为 O(1),不影响整体复杂度。
替代方案:需要“视图”时考虑其他结构
如果只是想遍历某段而不复制数据,切片不是最优解:
- 用
for item in lst[i:j]: ...—— Python 内部对切片迭代做了优化,可能避免完整构建中间列表(尤其在 CPython 3.11+ 中); - 处理超大列表时,可改用
itertools.islice(lst, i, j),返回迭代器,空间复杂度 O(1),时间上按需取值; - 科学计算场景推荐
numpy.ndarray,其切片是真正的视图(view),O(1) 时间 + 零复制。










