python-内置数据结构

1.1 list和tuple

1.1.1 list(列表)

list是一种有序的集合,可以随时添加和删除其中的元素。

1
2
3
>>> classmates = ['michael', 'bob', 'tracy']
>>> classmates
['michael', 'bob', 'tracy']

访问list

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
>>> classmates[0]
'michael'
>>> classmates[1]
'bob'
>>> classmates[2]
'tracy'
>>> classmates[3]
traceback (most recent call last):
  file "<stdin>", line 1, in <module>
indexerror: list index out of range

>>> classmates[-1]
'tracy'

>>> classmates[-2]
'bob'
>>> classmates[-3]
'michael'
>>> classmates[-4]
traceback (most recent call last):
  file "<stdin>", line 1, in <module>
indexerror: list index out of range

获取list长度

1
2
>>> len(classmates)
3

对list进行操作

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
#在尾添加元素

>>> classmates.append('adam')
>>> classmates
['michael', 'bob', 'tracy', 'adam']

#在给定位置添加元素

>>> classmates.insert(1, 'jack')
>>> classmates
['michael', 'jack', 'bob', 'tracy', 'adam']

#删除尾元素

>>> classmates.pop()
'adam'
>>> classmates
['michael', 'jack', 'bob', 'tracy']

#删除给定位置元素

>>> classmates.pop(1)
'jack'
>>> classmates
['michael', 'bob', 'tracy']

#赋值

>>> classmates[1] = 'sarah'
>>> classmates
['michael', 'sarah', 'tracy']

list里面的元素的数据类型也可以不同,list元素也可以是另一个list。

1.1.2 tuple(元组)

tuple和list非常类似,但是tuple一旦初始化就不能修改。

1
>>> classmates = ('michael', 'bob', 'tracy')

注意点一:要定义一个只有一个元素的tuple (1,) 一定要加逗号,不然会有歧义

注意点二:tuple中可以含有可变元素,这个元素同样跟以前一样也是可变的(可以理解为tuple中保存的是指向这个可变元素的指针,因此tuple是没有变化的)

1.2 dict(字典)和set(集合)

1.2.1 dict(字典)

dict全称dictionary,在其他语言中也称为map,使用键-值(key-value)存储,具有极快的查找速度。

1
2
3
>>> d = {'michael': 95, 'bob': 75, 'tracy': 85}
>>> d['michael']
95

添加元素

1
2
3
>>> d['adam'] = 67
>>> d['adam']
67

判断是否存在某元素

  • 直接取用
1
2
3
4
>>> d['thomas']
traceback (most recent call last):
  file "<stdin>", line 1, in <module>
keyerror: 'thomas'
  • 判断语句
1
2
>>> 'thomas' in d
false
  • get() 方法

通过dict提供的get()方法,如果key不存在,可以返回none,或者自己指定的value:

1
2
3
>>> d.get('thomas')
>>> d.get('thomas', -1)
-1

删除元素

1
2
>>> d.pop('bob')
75

注意点

和list比较,dict有以下几个特点:

  • 查找和插入的速度极快,不会随着key的增加而变慢;
  • 需要占用大量的内存,内存浪费多。

而list相反:

  • 查找和插入的时间随着元素的增加而增加;
  • 占用空间小,浪费内存很少。

所以,dict是用空间来换取时间的一种方法。

dict可以用在需要高速查找的很多地方,在python代码中几乎无处不在,正确使用dict非常重要,需要牢记的第一条就是dict的key必须是不可变对象。

这是因为dict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。这个通过key计算位置的算法称为哈希算法(hash)。

要保证hash的正确性,作为key的对象就不能变。在python中,字符串、整数等都是不可变的,因此,可以放心地作为key。而list是可变的,就不能作为key。

1.2.2 set(集合)

要创建一个set,需要提供一个list作为输入集合:

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
>>> s = set([1, 2, 3])
>>> s
{1, 2, 3}

set中自动被过滤
>>> s = set([1, 1, 2, 2, 3, 3])
>>> s
{1, 2, 3}

>>> s.add(4)
>>> s
{1, 2, 3, 4}

>>> s.remove(4)
>>> s
{1, 2, 3}

>>> s1 = set([1, 2, 3])
>>> s2 = set([2, 3, 4])
>>> s1 & s2
{2, 3}
>>> s1 | s2
{1, 2, 3, 4}

set和dict的唯一区别仅在于没有存储对应的value,但是,set的原理和dict一样,所以,同样不可以放入可变对象,因为无法判断两个可变对象是否相等,也就无法保证set内部“不会有重复元素”。