Python的數據結構

Python的數據結構

Python有6個序列的內置類型，但最多見的是列表和元組。

序列均可以進行的操做包括索引，切片，加，乘，檢查成員。

Python已經內置肯定序列的長度以及肯定最大和最小的元素的方法。

此處介紹四種數據結構，分別是：

• list（列表）
• tuple（元組）
• dictionary（字典）
• set（集合）

1、list（列表）

序列是Python中最基本的數據結構。序列中的每一個元素都有索引，索引正序從0開始，索引反序從-1開始。

列表是最經常使用的Python數據類型，列表的數據元素不須要具備相同的類型。列表是可變的類型。

總結起來：內容可變、長度可變、類型能夠不一樣，有序，能夠容納任何類型任意數量的對象。

一、聲明列表

列表使用[]表示，其中的元素以逗號隔開。

代碼示例：

l1 = [] # 聲明一個空列表
l1 = list() #聲明一個空列表
l2 = [1,2,3]
l3 = ['a','b','c','d']
l4 = [1,2,3,'a','b','c',[],[10,'xyz']]

二、相關操做

針對列表有和字符串有相同的操做。列表和字符串都是序列。列表是一種容器型序列，字符串是一種扁平型的序列。 操做以下：

• +：列表拼接。拼接完成以後返回一個新的列表。
• *：重複列表,將列表重複拼接指定次數。
• [index]：獲取指定索引的元素。
• [indexbegin:indexend]：獲取列表中的一段元素。
• del：刪除元素或列表
• len()：獲取列表長度。
• in：判斷元素是否在列表中。
• for in：遍歷列表。
• max()：獲取最大值。
• min()：獲取最小值
• cmp()：比較兩個列表的元素。此方法只存在於2.x的版本中，3.x版本已經刪除了此方法。
  • 比較規則：
    • 首先比較兩個列表的長度，長度大的列表大。
    • 長度同樣比較內容：
      • 比較的時候是按照順序比較的，只要能比較出大小，就不在日後進行了。
      • 若是比較的元素是同類型的，則比較其值，返回結果（-1表示list1小，0表示相等，1表示list1大）。
      • 若是兩個元素不是同一種類型，數字小於字母
      • 若是是數字，執行必要的數字強制類型轉換，而後比較。
      • 若是有一方的元素是數字，則另外一方的元素"大"(數字是"最小的")。
      • 不然，經過類型名字的字母順序進行比較。
      • 兩個列表的元素個數以及全部元素都是相等的，那麼結果0。

代碼示例：

l2 + l3

[1, 2, 3, 'a', 'b', 'c', 'd']

print l2[2]
print l2[2:3]
print l2[:3]
print l2[2:]
l2[2] = "abc"
print l2

3
[3]
[1, 2, 3]
[3]
[1, 2, 'abc']

list1 = [1,2,3]
list1 * 2

[1, 2, 3, 1, 2, 3]

print 1 in list1
print 2 not in list1
for x in list1:print x,

True
False
1 2 3

del list1[2]
print list1
del list1

[1, 2]

len(l2)

3

list1 = (3,2,5,4,9)
list2 = (1,2,3,4)
max(list1)

9

min(list1)

2

cmp(list1,list2)

1

三、函數

Python中提供了不少操做list的函數，具體以下：

# 向列表中追加元素，空列表只能使用此函數添加。
l1.append("2")
l1

['2']

# 列表拼接，和+有區別，+是返回一個新的列表，此方法是直接在列表後面添加
l2.extend(l3)

# 在指定位置插入指定原酸
l2.insert(0,100)

# 從列表中找出指定元素第一次出現的位置。若是沒有找到則報錯。
l2.index(2)

1

# 針對原列表進行操做，反轉列表。
l2.reverse()
l2

[3, 2, 1]

# 刪除並返回指定位置的元素，不指定默認刪除並返回最後一個元素。
l2.pop()

'd'

# 刪除第一次出現的指定元素。刪除不存在的元素，會報錯。
l2.remove(2)
l2

[100, 'a', 'abc', 'b', 'c']

# 排序
l2.sort()
l2

[100, 'a', 'abc', 'b', 'c']

2、tuple（元組）

Python中元組被稱爲不能修改的列表。元組自己就像一個作了限制的列表。

Python的元組與列表相似，不一樣之處在於：

• 元組的元素不能修改，也不能刪除。
• 元組使用小括號，列表使用方括號。

一、聲明元組

元組建立很簡單，只須要在括號中添加元素，並使用逗號隔開便可。

元組中只包含一個元素時，須要在元素後面添加逗號。

代碼示例：

t1 = tuple()
t2 = ()
t3 = (1,)
t4 = (1, 2, 3, "a", "b")
type(t2)

tuple

二、相關操做

元祖和列表的操做也及其的類似。也有如下幾種操做：

• +：元祖拼接。拼接完成以後返回一個新的元祖。
• *：重複元祖,將元祖重複拼接指定次數，返回一個新的元祖。
• [index]：獲取指定索引的元素。
• [indexbegin:indexend]：獲取元祖中的一段元素。
• del：刪除元素或元祖
• len(list)：獲取元祖長度。
• in：判斷元素是否在元祖中。
• for in：遍歷元祖。
• max()：獲取最大值。
• min()：獲取最小值
• cmp()：比較。

代碼示例：

tuple1 = (1,2,3,4)
tuple2 = (7,8,9,0)
tuple1 + tuple2

(1, 2, 3, 4, 7, 8, 9, 0)

tuple1 * 2

(1, 2, 3, 4, 1, 2, 3, 4)

tuple1[1]

2

tuple1[0:2]

(1, 2)

1 in tuple1

True

for x in tuple1: print x,

1 2 3 4

max(tuple1)

4

min(tuple1)

1

len(tuple1)

4

三、函數

Python也提供了一些操做元祖的函數：

# 統計一個元素在元祖中出現的次數。
tuple1.count(1)

1

# 同list同樣
tuple1.index(1)

0

3、Dictionary（字典）

字典是另外一種可變容器模型，且可存儲任意類型對象。至關於java中的map。

一、聲明字典

字典的每一個鍵值 key value 對用冒號「:」分割，每一個鍵值對之間用逗號「,」分割，整個字典包括在花括號「{}」中。

字典值能夠沒有限制地取任何python對象，既能夠是標準的對象，也能夠是用戶定義的。

字典的鍵必須知足如下兩個條件：

• 1）鍵必須惟一，不容許同一個鍵出現兩次。建立時若是同一個鍵被賦值兩次，後一個值會被記住。
• 2）鍵必須不可變。能夠用數字，字符串或元組充當。

代碼示例：

d1 = {} #聲明一個空字典
d2 = dict() #聲明一個空字典
type(d2)

dict

d1 = {"name":"xh", "age":28}

d1["name"]

'xh'

二、相關操做

字典有如下幾種操做：

• [key]：獲取指定key對應的值以及賦值。
• del：刪除元素，刪除字典。
• cmp()：比較兩個字典。
• len()：獲取字典的長度。
• str()：字典的字符串形式。
• type()：獲取對象類型。

代碼示例：

dic1 = {"name":"xinghan", "age":28}
print dic1["name"]
dic1["age"] = 29
print dic1["age"]
print len(dic1)
print str(dic1)
print type(dic1)
del dic1["age"]
del dic1
print dic1

xinghan
29
2
{'age': 29, 'name': 'xinghan'}
<type 'dict'>



---------------------------------------------------------------------------

NameError                                 Traceback (most recent call last)

<ipython-input-8-ae0a48068d9a> in <module>()
      8 del dic1["age"]
      9 del dic1
---> 10 print dic1


NameError: name 'dic1' is not defined

三、函數

字典自己也提供了一些操做函數：

# 複製一個字典，淺拷貝
dic1 = {"name":"xinghan", "age":28, "gender":"man"}
dic2 = dic1.copy()
dic2

{'age': 28, 'gender': 'man', 'name': 'xinghan'}

# 建立一個以序列元素爲key，指定固定值的字典。
li = ["zhangsan", "lisi", "wangwu", "maliu"]
dic3 = dict.fromkeys(li, "man")
dic3

{'lisi': 'man', 'maliu': 'man', 'wangwu': 'man', 'zhangsan': 'man'}

# 獲取指定key的值。若是存在，那麼獲取的是第二個參數的值。
dic1.get("name", "haha")

'xinghan'

# 判斷字典中是否存在指定的key，存在返回True，不存在返回False。
dic1.has_key("name")

True

# 將字典轉換爲list返回，元素爲元祖。
dic1.items()

[('gender', 'man'), ('age', 28), ('name', 'xinghan')]

# 返回一個list，元素爲字典的key。
dic1.keys()

['gender', 'age', 'name']

# 若是字典中包含給定的鍵，則返回該鍵的值，不然返回爲該鍵設置的值。
dic1 = {"name":"xinghan", "age":28, "gender":"man"}
dic1.setdefault("addr")
dic1

{'addr': None, 'age': 28, 'gender': 'man', 'name': 'xinghan'}

# 將另一個字典，追加到當前字典中，存在相同key，當前字典的key對應的value會被覆蓋。
dic2 = {"host":"local"}
dic1.update(dic2)
dic1

{'addr': None, 'age': 28, 'gender': 'man', 'host': 'local', 'name': 'xinghan'}

# 以list的形式返回全部value
dic1.values()

['local', 'xinghan', 'man', 28, None]

# 刪除指定的key，並返回key對應的value。
dic1.pop("host")

'local'

# 隨機返回並刪除一對鍵值，若是字典爲空，則報錯。
dic1.popitem()

('name', 'xinghan')

# 清空字典
dic1.clear()
dic1

{}

4、set（集合）

在Python中，set是基本數據類型的一種集合類型，它有可變集合(set())和不可變集合(frozenset)兩種。

set是一個無序且不重複的元素集合。

set和dict相似，也是一組key的集合，但不存儲value。因爲key不能重複，因此，在set中，沒有重複的key。

set有以下特性：

• 1.不重複
• 2.元素爲不可變對象

一、聲明集合

在Python中，建立空set必須使用函數set()。建立非空set可使用{}或者set()函數。

代碼示例：

se1 = set()
se2 = {"wang", "li", "hu", "hei"}

二、相關操做

集合的操做，和數學概念中的集合相似，有以下：

• -：差集
• &：交集
• |：並集
• !=：不等於
• ==：等於
• in：是不是成員關係
• not in：是否不是成員關係

代碼示例：

se1 = {1, 2, 3, 4}
se2 = {3, 4, 5, 6}
se2 - se1

{5, 6}

se1 & se2

{3, 4}

se1 | se2

{1, 2, 3, 4, 5, 6}

se1 != se2

True

se1 == se2

False

se1 in se2

False

se1 not in se2

True

三、函數

set自身提供了一些操做函數，以下：

# 向集合中添加元素
s1 = {1, 2, 3, 4, 5}
s1.add(63456)
s1

{1, 2, 3, 4, 5, 63456}

# 將另一個set的內容添加到當前set中。
s2 = {'abc', 'ab', "c", 'd'}
s1.update(s2)
s1

{1, 2, 3, 4, 5, 63456, 'ab', 'abc', 'c', 'd'}

# 移除指定的元素，元素不存在，不作任何操做。
s1.discard("abc")
s1

{1, 2, 3, 4, 5, 63456, 'ab', 'c', 'd'}

# 刪除指定元素，元素不存在將報錯。
s1.remove(1)
s1

{2, 3, 4, 5, 63456, 'ab', 'c', 'd'}

#隨機刪除一個元素,並返回該元素，當集合爲空時，報錯。
s1.pop()

63456

# 清空集合
s1.clear()
s1

set()

# 淺拷貝
s1 = {1,2,3,4}
s2 = s1.copy()
s2

{1, 2, 3, 4}

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