本文主要是对Python的数据结构进行了一个总结，常见的数据结构包含：列表list、元组tuple、字典dict和集合set。
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索引
- 左边0开始，右边-1开始
- 通过
index()函数查看索引编号
lang = ['python', 'java', 'html']
lang.index('python')
0 # 索引从0开始
lang.index('html')
2
切片
- 索引左边从0开始，右边-1开始
- 含头不含尾
- 步长可正可负
lst = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
print(lst[:]) # 相当于是复制 lst
[1, 2, 3, 4, 5, 6]
print(lst[::2]) # 步长是2 [开始:结束:步长]
[1, 3, 5]
print(lst[-3:-1])
lst = [1,2,3,4,5,6]
print(lst[1:5:2]) # 常规用法
print(lst[-5:-2:2]) # 标号-5代表的是元素2，标号-2代表的是5，步长为2
print(lst[-5:4:2])
print(lst[1:-2:2])
[2,4]
list列表[]
特点
- 长度可变的
- 内容是可以修改的
创建
- 直接通过[]
- 通过list()函数
list(range(10))
list(1,2,3,4)
操作
列表和字符串一样，都是序列，里面的元素是有序的，也有索引和切片。索引index左边从0开始，右边从-1开始，index()函数可以查看某个元素的索引编号。
追加
- append：末尾追加，单个追加
- insert(location, obj)：指定位置追加元素
- extend：整体的扩编
删除
- pop(2)：删除指定索引为2的元素，有返回值即删除的元素值
- remove(obj)：删除指定元素，没有返回值；如果存在多个，则删除第一个元素
排序
- sort：obj.sort(key=len)
- sorted：sorted(obj)；默认是从小到大排序
- bisect模块：import bisect
- bisect.bisect(obj,col)：返回插入的位置
- bisect.insort(obj,col)：直接插入元素
反转
- 通过步长-1进行反转，[::-1]
- 通过
reversed()进行反转，得到的是可迭代对象，并且将迭代对象转为为列表显示
# 反转1
print(lst[::-1]) # 通过步长为-1进行反转
print(lst) # 不影响原来对象
[6, 5, 4, 3, 2, 1]
[1, 2, 3, 4, 5, 6]
# 反转2
print(list(reversed(lst))) # 通过reversed函数进行反转
[6,5,4,3,2,1]
print(list(reversed('abcde'))) # 对字符串进行反转，列表显示
['e', 'd', 'c', 'b', 'a']
元组tuple()
特点
- 固定长度、不可变
- 元组中的元素可以是任意类型
- 如果内部存在列表等可变的元素，则内部元素能够进行修改
- 元组中的元素能够通过索引进行访问
创建
- 使用小括号，元素之间用逗号隔开；若只有元素，末尾也必须加上逗号：(5,)
- 通过
tuple函数进行创建
tup = () # 创建空元组
print(tup)
tup1 = ('python', ) # 创建单个元组，必须在最后带上逗号
print(tup1)
tup2 = (1, 2, (3, ), ["python", "java", "php"]) # 创建多重元组
元组和列表之间是互通的，通过
list()和tuple()能够实现列表和元组之间的转化。通过dir(tuple)能够查看元组对象的方法
操作
统计
统计元素出现的个数count()
嵌套拆包
tup = 4,5,(6,7)
a,b,(c,d) = tup # 嵌套拆包
遍历序列
seq = [(1,2,3), (4,5,6), (7,8,9)]
for a, b, c in seq:
print('a={0}, b={1}, c={2}'.format(a,b,c))
# 结果
a=1, b=2, c=3
a=4, b=5, c=6
a=7, b=8, c=9
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高级功能
特殊语法*rest
values = 1,2,3,4,5
a,b,*rest = values
rest
[3,4,5]
如果想丢弃某些元素，将rest换成下划线_
a,b,*_ = values
用途
- 元组表列表操作速度快；
- 在进行遍历操作的时候，请用元组代替列表
- 如果对不需要修改的数据进行“写保护”，即改数据是常量，也要使用元组；如果需要改变这些值，转换为列表进行修改
- 元组在字典中可以当做key来使用，但是列表不可以
字典dict{}
特点
- 常用的名字是哈希表或者关联数组
- 由键值对组成，键是不可变的（哈希的），值是可变的
创建
- 通过dict函数
- 直接通过{}中括号创建，中间用逗号隔开
操作
删除
- del：del dict[k1]，内存中也没有了
- clear：D.clear()变成了空字典，但内存中仍存在
- pop：D.pop(k[,d])，以字典的键为参数，删除键值对
更新
update：更新字典，没有返回值
获取键、值
关于键值对、键、值的获取主要用到的是items()、keys()、values()三种方法，三种方法得到的结果都能够用for进行遍历，获取单个元素：
| 函数 | 作用 |
|---|---|
| items | 获取键值对 |
| keys | 获取所有的键 |
| values | 获取所有的值 |
默认值相关
| get | 获取某个键key的值value：dict.get(k, [,d])键不存在返回指定的值d |
|---|---|
| setdefault | 类似get方法，如果键不存在，返回指定的值，并在字典中增加这个键值对；如果不指定返回值，默认是None |
看一个具体的例子
ab = {'language': 'python', 'city': 'shenzhen', 'code': '101'}
print(ab.get("language"))
print(ab['language']) # 当键存在时，二者作用相同
print(ab.get('number')) # 返回的是None，但是原来的字典不变
# print(ab['number']) 报错
print(ab.get('number', '1234')) # 返回值是1234，但是原来的字典不变
print(ab.setdefault('number', '1234')) # 返回值是1234，并且原来的字典添加了键值对'number':'1234'
# 执行setdefault()后的结果
{'language': 'python', 'city': 'shenzhen', 'code': '101', 'number': '1234'}
栗子
- 根据首字母分类为包含列表的字典
words = ['apple', 'bat', 'bar', 'atom', 'book']
by_letter = {}
for word in words:
letter = word[0] # 取出每个单词的首字母
if letter not in by_letter:
by_letter[letter] = [word] # 首字母第一次不存在则创建
else:
by_letter[letter].append(word) # 当首字母之后，直接进行追加
- 使用
setdefault来解决
words = ['apple', 'bat', 'bar', 'atom', 'book']
by_letter = {}
for word in words:
letter = word[0]
by_letter.setdefault(letter, []).append(word) # 创建letter为首字母的键，值为word组成的列表的键值对
- 使用内建模块
defaultdict来解决，defaultdict(function_factory)构建的是一个类似dictionary的对象
- keys的值，自行确定赋值；values的类型，是function_factory的类实例，而且具有默认值。
- 比如default(int)则创建一个类似dictionary对象，里面任何的values都是int的实例，而且就算是一个不存在的key, d[key] 也有一个默认值，这个默认值是int()的默认值0
from collections import defaultdict
by_letter = defaultdict(list) # 创建一个类似dict的对象，values都是list类型
for word in words:
by_letter[word[0]].append(word)
集合set{}
特点
- 无序的，没有索引，不属于序列
- 元素唯一，不重复
- 元素不可变，可哈希
- 空集合只能通过set()创建
创建
- set方法
- 通过{}直接创建，还带去重功能
方法
常见的集合方法及其作用
| 方法 | 作用 |
|---|---|
| add() | 给一个集合增加元素，参数只能有一个：增加的元素 |
| update | 用原有集合自身和其他东西构成的新集合，来更新原来的集合 |
| pop | 随机删除一个元素，返回元素本身；不能指定参数，不能指定删除某个元素 |
| remove(obj) |
obj必须是集合set中的元素，否则报错；没有返回值
|
| discard(obj) |
obj如果在集合中就执行删除，否则不进行任何操作，与remove不同 |
| clear() | 删除所有元素，bool(set)为False
|
操作
常见的操作
- 并集：union、|
- 交集：intersection、&
- 子集（包含于）：issubset()
- 超集（包含）：issuperset()
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内建函数
enumerate
遍历序列的同事跟踪其索引，使用enumerate()，返回的是(i, value)
lst = ["foo", "bat", "bar"]
mapping = {}
for i,v in enumerate(lst):
mapping[v] = i # 键是lst中的元素，值是该元素的索引
sorted
sorted函数返回的是排序好的一个列表，默认是从小到大
sorted([1,3,4,2,6,5])
[1,2,3,4,5,6]
zip
配对
将列表、元组或者其他序列中的元素进行配对组合，新建一个元组构成的列表
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生成的长度由最短的序列决定。有时和enumerate()连用：
for i, (a,b) in enumerate(zip(seq1, seq2)):
print('{0}:{1},{2}'.format(i,a,b))
拆分
将已经配对的序列用zip进行拆分，注意*的使用
first_name, last_name = zip(*pitchers)
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利用zip实现矩阵转置
list2 = [[1, 2], [3, 4], [5, 6]]
list(zip(*list2))
[(1,3,5), (2,4,6)]
map
- 方法中有两个参数，一个是函数，另一个是待运行的序列，基本样式：
map(func, seq) -
func是一个函数对象，seq是序列对象 - 执行：可迭代序列对象
seq中的元素，依次取出来放入函数func对象进行执行，相当于是for循环。 - 返回值被放入一个列表
items = list(range(10))
def square(x):
return x*2
list(map(square, items)) # 函数+序列
list1 = range(1, 6)
list2 = range(6, 11)
list(map(lambda x, y: x + y, list1, list2)) # 将两个list中的对象一次相加
求出两个列表中对应位置的较大值
a = [1, 2, 3, 4, 5]
b = [2, 3, 2, 4, 8]
list(map(lambda x: max(x), zip(a,b)))
reduce
在Python3中reduce已经被转移到functools模块里面了，使用的时候需要进行导入：
from functools import reduce- 两个参数 reduce(function, seq)
- 执行：从左到右根据函数一次执行
- 返回值是一个value
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高斯求和利用reduce函数实现
lst = range(1, 101)
reduce(lambda x, y: x+y, lst)
filter
filter翻译成中文就是过滤器的意思，在Python起到了过滤的作用，将满足条件的对象进行输出:
- 两个参数：函数+可迭代对象
- 满足条件的对象进行输出
numbers = range(-5, 5)
list(filter(lambda x: x < 0, numbers)) # 选出小于0的数，返回列表list
推导式
列表推导式
[x.upper() for x in strings if len(x) > 2]
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字典推导式
dict_comp = {key-expr: value-expr for value in collections if condition}
创建一个字符串与其位置相匹配的字典
loc_mapping = {val: index for index, val in enumerate(strings)}
集合推导式
set-comp = {expr for value in collection if condition}
unique_len = {len(x) for x in strings}
上述功能使用map函数
set(map(len, strings))
嵌套推导式
some_tuples = [(1,2,3),(4,5,6),(7,8,9)]
# 方法1
flattened = [x for tup in some_tuples for x in tup]
# 方法2：列表推导式中的列表推导式
[[x for x in tup] for tup in some_tuples]
# 方法3:for循环
flattened = []
for tup in some_tuples:
for x in tup:
flattened.append(x) # 不断地追加到末尾
