فهم تكلفة وظيفة len() في هياكل البيانات المضمنة في بايثون

وظيفة len() المضمنة في بايثون هي أداة أساسية لتحديد طول هياكل البيانات المختلفة. تعد كفاءتها أمرًا بالغ الأهمية، خاصة عند التعامل مع مجموعات البيانات الكبيرة. تتعمق هذه المقالة في التكلفة الحسابية لـ len() لأنواع البيانات المضمنة المختلفة، مثل القوائم والصفوف والسلاسل والقواميس.

O(1) التعقيد عبر الأنواع المضمنة

الفكرة الأساسية هي أن الدالة len() تعمل بتعقيد زمني ثابت، يُشار إليه بـ O(1). وهذا يعني أن تحديد الطول يستغرق وقتًا ثابتًا بغض النظر عن حجم بنية البيانات. بالنسبة لجميع الأنواع المضمنة المذكورة، بما في ذلك القوائم والصفوف والسلاسل والقواميس، بالإضافة إلى المجموعات والمصفوفات، يُظهر len() هذه الكفاءة باستمرار.

يُعزى هذا السلوك إلى التنفيذ الداخلي لهذه الأنواع هياكل البيانات. مع القوائم والصفوف، يتم تخزين الطول كخاصية للكائن نفسه، مما يسمح بالوصول المباشر والفوري. السلاسل النصية غير قابلة للتغيير، لذلك يظل طولها ثابتًا طوال الوقت، مما يجعل len() عملية سريعة. تقوم القواميس بتخزين أزواج القيمة الرئيسية الخاصة بها في جدول التجزئة، والذي يستوعب التغييرات في البنية بكفاءة، ويحافظ على وقت بحث ثابت عن len().