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作者:韩信子 @ShowMeAI
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Python3 数据结构
Python 中有大量的数据结构与容器供编程应用,在本节内容中咱们汇总后面所学的知识点,并拓展一些新常识,来介绍 Python 数据结构。
1.Python 列表
Python 中列表是可变的,这是它区别于字符串和元组的最重要的特点,一句话概括即:列表能够批改,而字符串和元组不能。
对于 Python 列表的具体内容请参考前序内容 Python 列表及利用
以下是 Python 中列表的办法:
办法 | 形容 |
---|---|
list.append(x) | 把一个元素增加到列表的结尾,相当于 a[len(a):] = [x]。 |
list.extend(L) | 通过增加指定列表的所有元素来裁减列表,相当于 a[len(a):] = L。 |
list.insert(i, x) | 在指定地位插入一个元素。第一个参数是筹备插入到其后面的那个元素的索引,例如 a.insert(0, x) 会插入到整个列表之前,而 a.insert(len(a), x) 相当于 a.append(x)。 |
list.remove(x) | 删除列表中值为 x 的第一个元素。如果没有这样的元素,就会返回一个谬误。 |
list.pop([i]) | 从列表的指定地位移除元素,并将其返回。如果没有指定索引,a.pop()返回最初一个元素。元素随即从列表中被移除。(办法中 i 两边的方括号示意这个参数是可选的,而不是要求你输出一对方括号,你会常常在 Python 库参考手册中遇到这样的标记。) |
list.clear() | 移除列表中的所有项,等于 del a[:]。 |
list.index(x) | 返回列表中第一个值为 x 的元素的索引。如果没有匹配的元素就会返回一个谬误。 |
list.count(x) | 返回 x 在列表中呈现的次数。 |
list.sort() | 对列表中的元素进行排序。 |
list.reverse() | 倒排列表中的元素。 |
list.copy() | 返回列表的浅复制,等于 a[:]。 |
上面示例演示了列表的大部分办法(在线 python3 环境):
a = [2, 123, 123, 1, 1234.5]
print('''a.count(123), a.count(1), a.count('x')''')
print(a.count(123), a.count(1), a.count('x'), "\n")
a.insert(2, -1)
print('''a.insert(2, -1)''')
print(a, "\n")
a.append(456)
print('''a.append(456)''')
print(a, "\n")
a.index(456)
print('''a.index(456)''')
print(a.index(456), "\n")
a.remove(456)
print('''a.remove(456)''')
print(a, "\n")
a.reverse()
print('''a.reverse()''')
print(a, "\n")
a.sort()
print('''a.sort()''')
print(a, "\n")
运行后果
a.count(123), a.count(1), a.count('x')
2 1 0
a.insert(2, -1)
[2, 123, -1, 123, 1, 1234.5]
a.append(456)
[2, 123, -1, 123, 1, 1234.5, 456]
a.index(456)
6
a.remove(456)
[2, 123, -1, 123, 1, 1234.5]
a.reverse()
[1234.5, 1, 123, -1, 123, 2]
a.sort()
[-1, 1, 2, 123, 123, 1234.5]
留神:相似 insert, remove 或 sort 等批改列表的办法没有返回值。
2. 将列表当做堆栈应用
列表办法使得列表能够很不便的作为一个堆栈来应用,堆栈作为特定的数据结构,最先进入的元素最初一个被开释(后进先出)。用 append() 办法能够把一个元素增加到堆栈顶。用不指定索引的 pop() 办法能够把一个元素从堆栈顶释放出来。
参考如下代码(在线 python3 环境):
stack = ['Baidu', 'ShowMeAI', 'google']
stack.append('ByteDance')
stack.append('Tencent')
print(stack)
stack.pop()
print('''stack.pop()''')
print(stack, "\n")
stack.pop()
print('''stack.pop()''')
print(stack, "\n")
stack.pop()
print('''stack.pop()''')
print(stack, "\n")
运行后果为
['Baidu', 'ShowMeAI', 'google', 'ByteDance', 'Tencent']
stack.pop()
['Baidu', 'ShowMeAI', 'google', 'ByteDance']
stack.pop()
['Baidu', 'ShowMeAI', 'google']
stack.pop()
['Baidu', 'ShowMeAI']
3. 将列表当作队列应用
也能够把列表当做队列用,只是在队列里第一退出的元素,第一个取出来;然而拿列表用作这样的目标效率不高。在列表的最初增加或者弹出元素速度快,然而在列表里插入或者从头部弹出速度却不快(因为所有其余的元素都得一个一个地挪动)。
from collections import deque
queue = deque(['Baidu', 'ShowMeAI', 'google'])
queue.append('ByteDance')
queue.append('Tencent')
print(deque)
print('''queue.popleft()''')
print(queue.popleft(), "\n")
print('''queue.popleft()''')
print(queue.popleft(), "\n")
print(deque)
运行后果为
<class 'collections.deque'>
queue.popleft()
Baidu
queue.popleft()
ShowMeAI
<class 'collections.deque'>
4. 列表推导式
列表推导式提供了从序列创立列表的简略路径。通常应用程序将一些操作利用于某个序列的每个元素,用其取得的后果作为生成新列表的元素,或者依据确定的断定条件创立子序列。
每个列表推导式都在 for 之后跟一个表达式,而后有零到多个 for 或 if 子句。返回后果是一个依据表白从其后的 for 和 if 上下文环境中生成进去的列表。如果心愿表达式推导出一个元组,就必须应用括号。
vec = [1, 2, 3]
# 将列表中每个数值乘三,取得一个新的列表:three_times_vec = [3*x for x in vec]
print(three_times_vec)
# 将列表中每个数值平方,并和原始值组成列表后再组成新的列表:cmp_x_square = [[x, x**2] for x in vec]
print(cmp_x_square)
运行后果
[3, 6, 9]
[[1, 1], [2, 4], [3, 9]]
列表推导式还能够用来对序列里每一个元素都调用某函数办法:
fruits = ['banana', 'loganberry', 'apple']
print([fruit.upper() for fruit in fruits])
# 输入['BANANA', 'LOGANBERRY', 'APPLE']
在列表推导式中能够用 if 子句构建过滤器对生成后果过滤:
[3*x for x in vec if x > 2]
# 后果[9]
[3*x for x in vec if x < 3]
# 后果[3, 6]
还能够组合两个列表去应用列表推导式构建更简单的后果
vec1 = [1, 2, 3]
vec2 = [4, 5, 6]
[x*y for x in vec1 for y in vec2] #两两相乘失去新列表
# 后果[4, 5, 6, 8, 10, 12, 12, 15, 18]
[x+y for x in vec1 for y in vec2] #两两相加失去新列表
# 后果[5, 6, 7, 6, 7, 8, 7, 8, 9]
[vec1[i]*vec2[i] for i in range(len(vec1))] #对应地位相乘失去新列表
# 后果[4, 10, 18]
5. 嵌套列表解析
Python 的列表还能够嵌套。
以下代码展现了 3X4 的矩阵列表(在线 python3 环境):
matrix = [[1, 2, 3, 4],
[5, 6, 7, 8],
[9, 10, 11, 12],
]
# 将 3X4 的矩阵列表转换为 4X3 列表:trans = [[row[i] for row in matrix] for i in range(4)]
print(trans)
# 等价于下列做法,然而下面的形式更简洁
transposed = []
for i in range(4):
transposed_row = []
for row in matrix:
transposed_row.append(row[i])
transposed.append(transposed_row)
print(transposed)
6.del 语句
应用 del 语句能够从一个列表中依索引而不是值来删除一个元素。这与应用 pop() 返回一个值不同。能够用 del 语句从列表中删除一个切割,或清空整个列表(咱们以前介绍的办法是给该切割赋一个空列表)。例如:
a = [1, 2, 3, 456, 789, 1234.5]
del a[0] #[2, 3, 456, 789, 1234.5]
del a[2:4] #[2, 3, 1234.5]
del a[:]
也能够用 del 删除实体变量:
del a
7. 元组
元组由若干逗号分隔的值组成,例如:
t = 12345, 54321, 'hello!'
t[0] # 12345
t #(12345, 54321, 'hello!')
u = t, (1, 2, 3, 4, 5)
u # ((12345, 54321, 'hello!'), (1, 2, 3, 4, 5))
元组在输入时总是有括号的,以便于正确表白嵌套构造。在输出时可能有或没有括号,不过括号通常是必须的(如果元组是更大的表达式的一部分)。
8. 汇合
汇合是一个无序不反复元素的集。基本功能包含关系测试和打消反复元素。
能够用大括号 ({}) 创立汇合。留神:如果要创立一个空集合,你必须用 set() 而不是 {};后者创立一个空的字典,下一节咱们会介绍这个数据结构。
以下是一个简略的代码示例(在线 python3 环境):
basket = {'apple', 'orange', 'apple', 'pear', 'orange', 'banana'}
print(basket) # 删除反复的
# 后果{'orange', 'banana', 'pear', 'apple'}
'orange' in basket # 检测成员
# 后果 True
'crabgrass' in basket
# 后果 False
# 以下演示了两个汇合的操作
a = set('abracadabra')
b = set('alacazam')
a # a 中惟一的字母
# 后果{'a', 'r', 'b', 'c', 'd'}
a - b # 在 a 中的字母,但不在 b 中
# 后果{'r', 'd', 'b'}
a | b # 在 a 或 b 中的字母
# 后果{'a', 'c', 'r', 'd', 'b', 'm', 'z', 'l'}
a & b # 在 a 和 b 中都有的字母
# 后果{'a', 'c'}
a ^ b # 在 a 或 b 中的字母,但不同时在 a 和 b 中
# 后果{'r', 'd', 'b', 'm', 'z', 'l'}
9. 字典
另一个十分有用的 Python 内建数据类型是字典。
序列是以间断的整数为索引,与此不同的是,字典以关键字为索引,关键字能够是任意不可变类型,通常用字符串或数值。
了解字典的最佳形式是把它看做无序的键 => 值对汇合。在同一个字典之内,关键字必须是互不雷同。
一对大括号创立一个空的字典:{}。
company = {'ShowMeAI': 1234, 'Baidu': 5678}
company['guido'] = 4127
company
# 后果{'Baidu': 5678, 'guido': 4127, 'ShowMeAI': 1234}
company['ShowMeAI']
# 后果 1234
del company['Baidu']
company['irv'] = 4127
company
# 后果{'guido': 4127, 'irv': 4127, 'ShowMeAI': 1234}
list(company.keys())
# 后果['irv', 'guido', 'ShowMeAI']
sorted(company.keys())
# 后果['guido', 'irv', 'ShowMeAI']
'guido' in company
# 后果 True
'ShowMeAI' not in company
# 后果 False
构造函数 dict() 间接从键值对元组列表中构建字典。此外,字典推导能够用来创立任意键和值的表达式词典:
dict([('ShowMeAI', 1234), ('Baidu', 5678)])
# 后果{'ShowMeAI': 1234, 'Baidu': 5678}
{x: x**2 for x in (2, 4, 6)}
# 后果{2: 4, 4: 16, 6: 36}
如果关键字只是简略的字符串,应用关键字参数指定键值对有时候更不便:
dict(ShowMeAI=1234, Baidu=5678)
# 后果{'ShowMeAI': 1234, 'Baidu': 5678}
10. 遍历技巧
在字典中遍历时,关键字和对应的值能够应用 items() 办法同时解读进去:
knights = {'ShowMeAI': 1234, 'Baidu': 5678}
for k, v in knights.items():
print(k, v)
在序列中遍历时,索引地位和对应值能够应用 enumerate() 函数同时失去:
for i, v in enumerate(['tic', 'tac', 'toe']):
print(i, v)
# 0 tic
# 1 tac
# 2 toe
同时遍历两个或更多的序列,能够应用 zip() 组合:
questions = ['name', 'age', 'color']
answers = ['ShowMeAI', '30', 'blue']
for q, a in zip(questions, answers):
print('What is the {0}? It is {1}.'.format(q, a))
# What is the name? It is ShowMeAI.
# What is the quest? It is 30.
# What is the color? It is blue.
要反向遍历一个序列,首先指定这个序列,而后调用 reversed() 函数:
for i in reversed(range(1, 10, 2)):
print(i)
# 9
# 7
# 5
# 3
# 1
要按程序遍历一个序列,应用 sorted() 函数返回一个已排序的序列,并不批改原值:
basket = ['apple', 'orange', 'apple', 'pear', 'orange', 'banana']
for f in sorted(set(basket)):
print(f)
# apple
# banana
# orange
# pear
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- Python 教程 - 廖雪峰的官方网站
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