Python的数据结构

Python的数据结构

Python有6个序列的内置类型，但最多见的是列表和元组。

序列均可以进行的操做包括索引，切片，加，乘，检查成员。

Python已经内置肯定序列的长度以及肯定最大和最小的元素的方法。

此处介绍四种数据结构，分别是：

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

1、list（列表）

序列是Python中最基本的数据结构。序列中的每一个元素都有索引，索引正序从0开始，索引反序从-1开始。

列表是最经常使用的Python数据类型，列表的数据元素不须要具备相同的类型。列表是可变的类型。

总结起来：内容可变、长度可变、类型能够不一样，有序，能够容纳任何类型任意数量的对象。

一、声明列表

列表使用[]表示，其中的元素以逗号隔开。

代码示例：

l1 = [] # 声明一个空列表
l1 = list() #声明一个空列表
l2 = [1,2,3]
l3 = ['a','b','c','d']
l4 = [1,2,3,'a','b','c',[],[10,'xyz']]

二、相关操做

针对列表有和字符串有相同的操做。列表和字符串都是序列。列表是一种容器型序列，字符串是一种扁平型的序列。 操做以下：

• +：列表拼接。拼接完成以后返回一个新的列表。
• *：重复列表,将列表重复拼接指定次数。
• [index]：获取指定索引的元素。
• [indexbegin:indexend]：获取列表中的一段元素。
• del：删除元素或列表
• len()：获取列表长度。
• in：判断元素是否在列表中。
• for in：遍历列表。
• max()：获取最大值。
• min()：获取最小值
• cmp()：比较两个列表的元素。此方法只存在于2.x的版本中，3.x版本已经删除了此方法。
  • 比较规则：
    • 首先比较两个列表的长度，长度大的列表大。
    • 长度同样比较内容：
      • 比较的时候是按照顺序比较的，只要能比较出大小，就不在日后进行了。
      • 若是比较的元素是同类型的，则比较其值，返回结果（-1表示list1小，0表示相等，1表示list1大）。
      • 若是两个元素不是同一种类型，数字小于字母
      • 若是是数字，执行必要的数字强制类型转换，而后比较。
      • 若是有一方的元素是数字，则另外一方的元素"大"(数字是"最小的")。
      • 不然，经过类型名字的字母顺序进行比较。
      • 两个列表的元素个数以及全部元素都是相等的，那么结果0。

代码示例：

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、函数

Python中提供了不少操做list的函数，具体以下：

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

['2']

# 列表拼接，和+有区别，+是返回一个新的列表，此方法是直接在列表后面添加
l2.extend(l3)

# 在指定位置插入指定原酸
l2.insert(0,100)

# 从列表中找出指定元素第一次出现的位置。若是没有找到则报错。
l2.index(2)

1

# 针对原列表进行操做，反转列表。
l2.reverse()
l2

[3, 2, 1]

# 删除并返回指定位置的元素，不指定默认删除并返回最后一个元素。
l2.pop()

'd'

# 删除第一次出现的指定元素。删除不存在的元素，会报错。
l2.remove(2)
l2

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

# 排序
l2.sort()
l2

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

2、tuple（元组）

Python中元组被称为不能修改的列表。元组自己就像一个作了限制的列表。

Python的元组与列表相似，不一样之处在于：

• 元组的元素不能修改，也不能删除。
• 元组使用小括号，列表使用方括号。

一、声明元组

元组建立很简单，只须要在括号中添加元素，并使用逗号隔开便可。

元组中只包含一个元素时，须要在元素后面添加逗号。

代码示例：

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

tuple

二、相关操做

元祖和列表的操做也及其的类似。也有如下几种操做：

• +：元祖拼接。拼接完成以后返回一个新的元祖。
• *：重复元祖,将元祖重复拼接指定次数，返回一个新的元祖。
• [index]：获取指定索引的元素。
• [indexbegin:indexend]：获取元祖中的一段元素。
• del：删除元素或元祖
• len(list)：获取元祖长度。
• in：判断元素是否在元祖中。
• for in：遍历元祖。
• max()：获取最大值。
• min()：获取最小值
• cmp()：比较。

代码示例：

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、函数

Python也提供了一些操做元祖的函数：

# 统计一个元素在元祖中出现的次数。
tuple1.count(1)

1

# 同list同样
tuple1.index(1)

0

3、Dictionary（字典）

字典是另外一种可变容器模型，且可存储任意类型对象。至关于java中的map。

一、声明字典

字典的每一个键值 key value 对用冒号“:”分割，每一个键值对之间用逗号“,”分割，整个字典包括在花括号“{}”中。

字典值能够没有限制地取任何python对象，既能够是标准的对象，也能够是用户定义的。

字典的键必须知足如下两个条件：

• 1）键必须惟一，不容许同一个键出现两次。建立时若是同一个键被赋值两次，后一个值会被记住。
• 2）键必须不可变。能够用数字，字符串或元组充当。

代码示例：

d1 = {} #声明一个空字典
d2 = dict() #声明一个空字典
type(d2)

dict

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

d1["name"]

'xh'

二、相关操做

字典有如下几种操做：

• [key]：获取指定key对应的值以及赋值。
• del：删除元素，删除字典。
• cmp()：比较两个字典。
• len()：获取字典的长度。
• str()：字典的字符串形式。
• type()：获取对象类型。

代码示例：

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、函数

字典自己也提供了一些操做函数：

# 复制一个字典，浅拷贝
dic1 = {"name":"xinghan", "age":28, "gender":"man"}
dic2 = dic1.copy()
dic2

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

# 建立一个以序列元素为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'}

# 获取指定key的值。若是存在，那么获取的是第二个参数的值。
dic1.get("name", "haha")

'xinghan'

# 判断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

# 将字典转换为list返回，元素为元祖。
dic1.items()

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

# 返回一个list，元素为字典的key。
dic1.keys()

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

# 若是字典中包含给定的键，则返回该键的值，不然返回为该键设置的值。
dic1 = {"name":"xinghan", "age":28, "gender":"man"}
dic1.setdefault("addr")
dic1

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

# 将另一个字典，追加到当前字典中，存在相同key，当前字典的key对应的value会被覆盖。
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]

# 删除指定的key，并返回key对应的value。
dic1.pop("host")

'local'

# 随机返回并删除一对键值，若是字典为空，则报错。
dic1.popitem()

('name', 'xinghan')

# 清空字典
dic1.clear()
dic1

{}

4、set（集合）

在Python中，set是基本数据类型的一种集合类型，它有可变集合(set())和不可变集合(frozenset)两种。

set是一个无序且不重复的元素集合。

set和dict相似，也是一组key的集合，但不存储value。因为key不能重复，因此，在set中，没有重复的key。

set有以下特性：

• 1.不重复
• 2.元素为不可变对象

一、声明集合

在Python中，建立空set必须使用函数set()。建立非空set可使用{}或者set()函数。

代码示例：

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

二、相关操做

集合的操做，和数学概念中的集合相似，有以下：

• -：差集
• &：交集
• |：并集
• !=：不等于
• ==：等于
• in：是不是成员关系
• not in：是否不是成员关系

代码示例：

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、函数

set自身提供了一些操做函数，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}

# 将另一个set的内容添加到当前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'}

# 删除指定元素，元素不存在将报错。
s1.remove(1)
s1

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

#随机删除一个元素,并返回该元素，当集合为空时，报错。
s1.pop()

63456

# 清空集合
s1.clear()
s1

set()

# 浅拷贝
s1 = {1,2,3,4}
s2 = s1.copy()
s2

{1, 2, 3, 4}

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