Python中的数据结构

Python中的数据结构

这里总结一下Python中的内置数据结构（Built-in Data Structure）:列表list、元组tuple、字典dict、集合set，涵盖的仅有部分重点，详细地去介绍每个知识点并未涉及。

列表list

list的显著特征

• 列表中的每个元素都可变的
  
  意味着可以对每个元素进行修改和删除

• 列表是有序的，每个元素的位置是确定的，可以用索引去访问每个元素

• 列表中的元素可以是Python中的任何对象
  
  可以为任意对象就意味着元素可以是字符串、整数、元组、也可以是list等Python中的对象。

  >>> x = [1,2,3]
  >>> y = {‘name‘:‘Sakura‘}
  >>> z="Test"
  >>> a=[x,y,z]
  >>> a
  [[1, 2, 3], {‘name‘: ‘Sakura‘}, ‘Test‘]

觉得Python中的list和C语言中的数组蛮像的，只是list中的元素类型可以为Python中的任意对象，C中的数组只能是同种类型。当访问他们中的元素时，都可采用索引。这里需要注意的是，list不仅可以向数组那样正向索引也可以反向索引。

list中的正反索引

???

list中的增删查改

list中有很多的方法，这里仅介绍对list中元素进行增删查改的方法。

1. 利用insert()和分片将元素添加到指定位置 ,?利用remove()和关键字del对
   元素进行删除
   
   需要注意分片[a:b]中的位置不包含位置b，利用[a,a]可以将元素添加至a位置

???

???

1. 利用正反索引对元素进行查找

2. 对元素修改可以直接赋值替换

3. 列表中还有其他方法如pop()删除末尾元素，pop(i)删除指定位置i的元素，append()向末尾添加元素

list函数

可以通过list将序列创建为列表

Python中包含6中內建的序列：列表，元组，字符串、Unicode字符串、buffer对象和xrange对象。

>>> list("Hello,world")
[‘H‘, ‘e‘, ‘l‘, ‘l‘, ‘o‘, ‘,‘, ‘w‘, ‘o‘, ‘r‘, ‘l‘, ‘d‘]

其实list为一种类型并非函数，但此处二者并无多大区别。下面的tuple、dict都如此。

元组tuple

1. 元组可以理解为一个固定的列表，一旦初始化其中的元素便不可修改（认真理解这句话），只能对元素进行查询
   
   
   

   >>> test=(1,2,3)
   >>> test
   (1, 2, 3)
   >>> test[1]=4
   Traceback (most recent call last):
     File "<input>", line 1, in <module>
   TypeError: ‘tuple‘ object does not support item assignment
   >>> test[1:1] = 4
   Traceback (most recent call last):
     File "<input>", line 1, in <module>
   TypeError: ‘tuple‘ object does not support item assignment
   >>> test[1]
   2

??从上可知，tuple不支持对元素的修改（包括删除），tuple一初始化便固定下来了。




??再来看一个例子。

>>> test=(‘a‘,‘b‘,[‘A‘,‘B‘])
>>> print(test)
(‘a‘, ‘b‘, [‘A‘, ‘B‘])
>>> test[2][0]=‘x‘
>>> test[2][1]=‘y‘
>>> test
(‘a‘, ‘b‘, [‘x‘, ‘y‘])

??这里看似元素中的元素改变了，可是仔细分析下，元组中的第三个元素是一个列表。

??代码3.4行改变的是列表中的值，元组所指的这个元素列表并没有改变，需要注意这点！

??这就涉及到Python中的可变对象和不可变对象，像list这样的就是可变对象，tuple便是不可变对象。

1. 元组是固定的列表，那么元组的意义何在呢？
   
   因为tuple不可变，所以代码更安全。如果可能，能用tuple代替list就尽量用tuple
   并且需要注意元组中元素的可变性！！

2. 空的tuple可以记为()，若只有一个元素的tuple记为(1,)
   
   因为记为(1)的话，这个实际代表的是数字1，此时()是数学公式中的小括号

3. 因为元组是固定的列表，所以其内置的大多数的方法和列表是差不多的。

4. 可以通过tuple将序列转换为元组，用法和list一样

   >>> tuple(‘Hello,world!‘)
   (‘H‘, ‘e‘, ‘l‘, ‘l‘, ‘o‘, ‘,‘, ‘w‘, ‘o‘, ‘r‘, ‘l‘, ‘d‘, ‘!‘)

字典dict

字典这个概念就是基于现实生活中的字典原型，生活中的使用名称-内容对数据进行构建，Python中使用键(key)-值(value)存储，也就是C++中的map。

dict的显著特征

• 字典中的数据必须以键值对的形式出现

• 键不可重复，值可重复
  
  键若重复字典中只会记该键对应的最后一个值

• 字典中键(key)是不可变的，为不可变对象，不能进行修改；而值(value)是可以修改的，可以是任何对象。
  在dict中是根据key来计算value的存储位置，如果每次计算相同的key得出的结果不同，那dict内部就完全混乱了。

dict的增删查改

1. 可以采用“键值对”的方法和update()方法向字典中添加元素
   
   删除可以使用关键字del以及pop()方法

???

1. 查询采用如查询列表元素的索引方式，使用键作为索引查找值
   
   若元素不存在会报错，在进行查找前，可以通过以下两种方法判断key是否存在:
   
   ① 成员资格运算符--in运算符
   
   ② get()方法（值不存在时返回NULL,也可指定返回的值）

>>> test={‘Mon‘:1}
>>> ‘Fri‘ in test
False
>>> test.get(‘Fri‘)
>>> test.get(‘Fri‘,-1)
-1

1. 对值得修改可以采用直接覆盖原值的方法

2. dict中的元素是无序的，不可以采用分片。

dict函数

可以使用dict，通过其他映射或者（键，值）对的序列建立字典。

>>> test=[(‘name‘,‘Sakura‘),(‘age‘,20)]
>>> d = dict(test)
>>> d
{‘name‘: ‘Sakura‘, ‘age‘: 20}

dict也可以使用关键字参数创建字典，也可用映射作为dict参数,dict若不带任何参数，将返回一个空字典

>>> d = dict(name=‘Sakura‘,age=20)
>>> d
{‘name‘: ‘Sakura‘, ‘age‘: 20}
>>> a=dict()
>>> a
{}

集合set

集合更接近数学上集合的概念。集合中每个元素都是无序的、不重复的任意对象。
可以通过集合去判断数据的从属关系，也可以通过集合把数据结构中重复的元素减掉。集合可做集合运算，可添加和删除元素。

集合的创建

创建集合时需要用list作为输入集合，可通过add()方法增加元素，remove()方法删除元素

>>> test=set([1,2,3])
>>> test
{1, 2, 3}
>>> test.add(3)
>>> test
{1, 2, 3}
>>> test.add(6)
>>> test
{1, 2, 3, 6}
>>> test.remove(3)
>>> test
{1, 2, 6}

集合中重复的元素会被过滤掉

集合运算

Python中的集合也可以进行集合的之间的交、并等运算

>>> s1 = set([1,2])
>>> s2=set([2,3])
>>> s1 & s2  # s1与s2
{2}
>>> s1 | s2  # s1与s2进行或运算
{1, 2, 3}