一文搞懂Python中的全部數組數據類型

時間 2019-12-05

標籤一文 python 全部數組數據類型欄目 Python 简体版

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關於我
編程界的一名小小程序猿，目前在一個創業團隊任team lead，技術棧涉及Android、Python、Java和Go，這個也是咱們團隊的主要技術棧。聯繫：hylinux1024@gmail.comhtml

數組類型是各類編程語言中基本的數組結構了，本文來盤點下Python中各類「數組」類型的實現。python

list
tuple
array.array
str
bytes
bytearray

其實把以上類型都說成是數組是不許確的。這裏把數組看成一個廣義的概念，即把列表、序列、數組都看成array-like數據類型來理解。linux

注意本文全部代碼都是在Python3.7中跑的^_^編程

0x00 可變的動態列表list

list應該是Python最經常使用到的數組類型了。它的特色是可變的、能動態擴容，可存儲Python中的一切對象，使用時不用指定存儲的元素的類型。小程序

使用很是簡單數組

>>> arr = ["one","two","three"]
>>> arr[0]
'one'
# 動態擴容
>>> arr.append(4)
>>> arr
['one', 'two', 'three', 4]
# 刪除一個元素
>>> del arr[2]
>>> arr
['one', 'two', 4]
複製代碼

0x01 不可變的tuple

tuple的操做與list相似。它的特色是不可變，不能擴容，可存儲Python中的一切對象，使用時不用指定存儲的元素的類型。bash

>>> t = 'one','two',3
>>> t
('one', 'two', 3)
>>> t.append(4)
AttributeError: 'tuple' object has no attribute 'append'
>>> del t[0]
TypeError: 'tuple' object doesn't support item deletion 複製代碼

tuple可使用+運算符，這個運算將建立一個新的tuple對象用於存儲數據。數據結構

>>> t+(1,)
('one', 'two', 3, 1)
>>> tcopy = t+(1,)
>>> tcopy
('one', 'two', 3, 1)
>>> id(tcopy)
4604415336
>>> id(t)
4605245696
複製代碼

能夠看出tuple執行+運算符以後兩個對象的地址是不同app

0x02 array.array

若是在Python中要用到其它語言中相似「數組」的數據結構，就須要用到array模塊了。它的特色是可變的、存儲相同類型的數值，不能存儲對象。編程語言

由於array在使用的時候要指定元素數據類型，所以它比list和tuple都有比較高效空間性能。

# 使用時指定元素數據類型爲`float`
>>> arr = array.array('f', (1.0, 1.5, 2.0, 2.5))
>>> arr
array('f', [1.0, 1.5, 2.0, 2.5])
# 修改一個元素
>>> arr[1]=12.45
>>> arr
array('f', [1.0, 12.449999809265137, 2.0, 2.5])
# 刪除一個元素
>>> del arr[2]
>>> arr
array('f', [1.0, 12.449999809265137, 2.5])
# 增長一個元素
>>> arr.append(4.89)
>>> arr
array('f', [1.0, 12.449999809265137, 2.5, 4.889999866485596])
# 若是將一個字符串類型數據存儲到一個浮點數的數組將會報錯
>>> arr[0]='hello'
TypeError: must be real number, not str
複製代碼

array中元素的數據類型能夠參考下表

Type code	C Type	Python Type
'b'	signed char	int
'B'	unsigned char	int
'u'	Py_UNICODE	Unicode character
'h'	signed short	int
'H'	unsigned short	int
'i'	signed int	int
'I'	unsigned int	int
'l'	signed long	int
'L'	unsigned long	int
'q'	signed long long	int
'Q'	unsigned long long	int
'f'	float	float
'd'	double	float

0x03 字符串序列str

Python3中使用str對象來表示一個文本字符序列(看，這跟Java中的字符串String是多麼類似呢)。它的特色不可變的Unicode字符序列。

在str中它的每個元素都是字符串對象。

>>> s ='123abc'
>>> s
'123abc'
>>> s[0]
'1'
>>> s[2]
'3'
# 字符串是不可變的序列，不能刪除其中的元素
>>> del s[1]
TypeError: 'str' object doesn't support item deletion # 要對字符串進行操做，能夠轉化成list >>> sn = list(s) >>> sn ['1', '2', '3', 'a', 'b', 'c'] >>> sn.append(9) >>> sn ['1', '2', '3', 'a', 'b', 'c', 9] # 字符串中的元素也是字符串對象 >>> type(s[2]) <class 'str'> >>> type(s) <class 'str'> 複製代碼

str對象也能夠執行+操做，它也會生成一個新對象用於存儲。

>>> s2 = s+'33'
>>> s2
'123abc33'
>>> id(s2)
4605193648
>>> id(s)
4552640416
複製代碼

0x04 bytes

bytes對象用於存儲字節序列，它的特色是不可變存儲，可存儲0-256的數值。

>>> b = bytes([0,2,4,8])
>>> b[2]
4
>>> b
b'\x00\x02\x04\x08'
>>> b[0]=33
TypeError: 'bytes' object does not support item assignment
>>> del b[0]
TypeError: 'bytes' object doesn't support item deletion 複製代碼

0x05 bytearray

bytearray對象與bytes相似，用於存儲字節序列。它的特色是可變的，能動態擴容的字節數組。

>>> ba = bytearray((1,3,5,7,9))
>>> ba
bytearray(b'\x01\x03\x05\x07\t')
>>> ba[1]
3
# 刪除一個元素
>>> del ba[1]
>>> ba
bytearray(b'\x01\x05\x07\t')
>>> ba[0]=2
>>> ba[0]
2
# 添加一個元素
>>> ba.append(6)
# 只能添加字節
>>> ba.append(s)
TypeError: 'str' object cannot be interpreted as an integer
>>> ba
bytearray(b'\x02\x05\x07\t\x06')
# 字節的範圍是0-256
>>> ba[2]=288
ValueError: byte must be in range(0, 256)
複製代碼

bytearray能夠轉化成bytes對象，但效率不是很高。

# bytearray轉成bytes將生成一個新對象
>>> bn = bytes(ba)
>>> id(bn)
4604114344
>>> id(ba)
4552473544
複製代碼

0x06 各個類型相互轉化

tuple->list

>>> tuple(l)
('a', 'b', 'c')
複製代碼

list->tuple

>>> t
('a', 'b', 'c')
>>> list(t)
['a', 'b', 'c']
複製代碼

str->list

>>> l = list('abc')
>>> l
['a', 'b', 'c']
複製代碼

list->str

>>> l
['a', 'b', 'c']
>>> ''.join(l)
'abc'
複製代碼

str->bytes

>>> s = '123'
>>> bytes(s)
TypeError: string argument without an encoding
>>> bytes(s,encoding='utf-8')
b'123'
# 或者使用str的encode()方法
>>> s.encode()
b'123'
複製代碼

bytes->str

>>> b = b'124'
>>> b
b'124'
>>> type(b)
<class 'bytes'>
>>> str(b,encoding='utf-8')
'124'
# 或使用bytes的decode()
>>> b.decode()
'124'
複製代碼

0x07 總結

這些數據類型都是Python自帶的，在實際開發中應該根據具體需求選擇合適的數據類型。例如當要存儲的元素類型是多種多樣的，那麼就應該使用list或者tuple。而array.array相對來講擁有較好的空間性能，但它只能存儲單一類型。

我相信在不少業務場景中list或tuple是能夠知足需求的，只是其它數據結構也要有所瞭解，在咱們作一些基礎組件時，會考慮數據結構的性能，或者閱讀他人的代碼時，能作到心中有數。

0x08 學習資料

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