面试题：Python字典添加键值对时的性能优化

Question

当需要向一个非常大的Python字典中批量添加键值对时，怎样操作能在保证功能正确的前提下，最大程度优化性能？请详细说明实现思路和可能用到的函数或方法，并分析其原理。

Answer 1

1. 实现思路：
   • 避免在循环中单个添加键值对，因为每次添加操作都可能触发字典内部的动态调整，导致性能下降。
   • 可以先将所有要添加的键值对整理成一个新的字典，然后使用字典的 update 方法一次性更新到目标大字典中。
2. 可能用到的函数或方法：
   • update 方法：Python 字典的 update 方法用于将一个字典的键值对更新到另一个字典中。例如：

big_dict = {}
new_data = {'key1': 'value1', 'key2': 'value2'}
big_dict.update(new_data)

3. 原理分析：
   • 字典的 update 方法是在底层用 C 实现的，它对批量添加键值对进行了优化。一次性更新可以减少字典内部为了适应新元素而进行的动态内存分配和调整次数。相比在循环中逐个添加键值对，这种方式减少了大量的开销，从而提高了性能。例如，假设要添加1000个键值对，如果逐个添加，每次添加都可能触发字典内部结构的调整（如哈希表的扩容等），而使用 update 方法一次性添加，只需要一次这样的调整操作（如果需要调整的话），大大提升了效率。