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  • Python 核心数据结构

    列表(list)

    列表是一种数据项构成的有限序列,即按照一定的线性顺序,排列而成的数据项的集合,在这种数据结构上进行的基本操作包括对元素的的查找,插入,和删除。

    在Python中,使用方括号[ ]表示列表:[item,item,item,item,item,item,item]

     python中的列表存储

    列表常见的操作

    操作 说明
    list.append(obj) 在列表后面新增元素
    del list[i] 删除元素
    len(list) 求列表长度
    list[i] 读取第i个元素
    list[-i] 读取倒数第i个元素
    list[i,j] 从第i个元素截取
    list.index(objc) 从列表中找出某个值第一次出现的地方
    list.insert(i,obj) 在第i个元素的位置插入元素
    list.pop(i) 移除第i个元素,并返回其值

     

    列表的特性

    成员有序:放进去的顺序跟取出的顺序是一致的

    L = [1, 2, 3, 4, 5]
    print(L)
    [
    1, 2, 3, 4, 5]
    Process finished with exit code 0

    成员可重复出现

    L = [1, 1, 1, 1, 1]
    print(L)
    
    [1, 1, 1, 1, 1]
    
    Process finished with exit code 0

    集合(set)

    在Python中,使用大括号{ }或set()函数创建集合:{item,item.......}

    需要特别注意的点:当我们要创建一个空集合的时候,只能用set()进行创建,因为{ }表示的是空的字典

    集合常见的操作

    操作 说明
    set.add(item) 往集合里添加一个元素
    set.update(item) 往集合里添加元素,item是可迭代对象如:列表、元组、字典等
    set.remove(item) 将元素 item 从集合 set 中移除,如果元素不存在,则会发生错误。
    set.discard(item) 将元素 item 从集合 set 中移除,如果元素不存在,不会发生错误
    set.pop() 随机取出并删除一个元素
    set.len() 计算集合个数
    set.clear() 清空集合
    union() 取两个集合的并集

    集合的特性:

    成员无序 

    my_set = {'xdclass', 'python', 'wiggin'}
    print(my_set)
    
    {'python', 'xdclass', 'wiggin'}
    
    Process finished with exit code 0

    是不是真的无序?

    my_set = {1, 2, 3}
    print(my_set)
    
    {1, 2, 3}
    
    Process finished with exit code 0

    有的人可能会有疑惑,为什么set里面存储数字的时候,就是有序的呢?

    其实不然,元素往set里存储前,会计算hash值,这个hash值决定了其存储的位置,只是刚好,数字1,2,3hash值对应也是从小到大 

    print(hash(1))
    print(hash(2))
    print(hash(3))
    
    0x1
    0x2
    0x3
    
    Process finished with exit code 0

    如果这个时候,存入的数字是{6,7,8}呢,输出的结果又如何,6,7,8对应的hash值也是6,7,8

    my_set = {6, 7, 8}
    print(my_set)
    
    {8, 6, 7}
    
    Process finished with exit code 0

    事情变得越来越有趣,为什么hash值按顺序排列,但是输出的结果却不是按顺序的呢?

    成员不可重复出现(多次放入同一个元素,只算一个) 

    my_set = {'xdclass', 'xdclass', 'xdclass'}
    print(my_set)
    
    {'xdclass'}
    
    Process finished with exit code 0

    元组(tuple) 

    Python 的元组与列表非常相似,不同之处在于元组的元素不能修改、整个元组也不能变动

    Python中,元组使用小括号( ),创建元组的时候,只要在括号中添加相应的元素,并使用逗号分隔即可,如:tup = (1, 2, 3

    需要特别注意的点:当我们要创建一个只有一个元素的元组的时候,在元素后面要加一个逗号,如:tup = 1,)而不能使用(1) 

    为什么只有一个元素时,后面要有一个逗号呢?

    (1+1)*2 = 4 (2)*2 = ? 4 or (2,2)?

    在Python中,( ) 也可以作为运算时的符号,如果不将单一元素的元组跟数学运算加以区分,那么解析器会傻傻分不清

    元组常见的操作

    操作 说明
    新增元素 不允许
    修改元素 不允许
    删除某个元素 不允许
    tup[i] 获取第i个元素
    tup[-i] 获取倒数第i个元素
    tup[i:j] 从第i个元素起到第j个元素



    字典(dict)

    Python中,字典类型可存储任意类型对象,它用于存放具有映射关系的数据。其映射关系通过key value的形式体现。在Python中使用,keyvalue通过key:value的形式存在,同样通过大括号{ }包裹,

    每个键值对通过逗号分隔,形式如下:{key1 value1key2 value2 

    字典的常见操作

    操作 说明
    update({1:2}) 新增元素
    dict['key'] 通过key获取对应的值,如果没对应key,会报错
    dict['key']=123 修改key对应的值
    del dict['key'] 删除一个key及其对应value
    del dict 清空整个字典
    len(dict) 字典元素个数

     

    字典的特性

    • 在字典中,key不能重复,如果放入相同的key,后者的值会覆盖前者
    • 在字典中,key必须是不可变的

    range类型

    range() 函数返回的是一个可迭代对象(类型是对象),而不是列表类型, 所以打印的时候不会打印列表。

    print(range(6))
    输出结果: range(0, 6)

    如果想把range对象变成列表,可以使用list()函数对range进行处理

    print(list(range(6)))
    输出结果: [0, 1, 2, 3, 4, 5]

    range函数的基本语法

    • range(stop)
    • range(start, stop[, step])
    • start: 计数从 start 开始。默认是从 0 开始。例如range(5)等价于range(0, 5);
    • stop: 计数到 stop 结束,但不包括 stop。例如:range(0, 5) 是[0, 1, 2, 3, 4]没有5
    • step:步长,默认为1。例如:range(0, 5) 等价于 range(0, 5, 1)
    print(list(range(6)))
    输出结果: [0, 1, 2, 3, 4, 5]
    
    print(list(range(1,6)))
    输出结果: [ 1, 2, 3, 4, 5]
    
    print(list(range(1, 6, 2)))
    输出结果: [ 1, 3, 5]
    
    print(list(range(-11, -6)))
    输出结果: [-11, -10, -9, -8, -7]
    
    print(list(range(1, -6, -1)))
    输出结果: [1, 0, -1, -2, -3, -4, -5]

    深入理解可变与不可变对象

    什么是可变?什么是不可变?

    这里的可变与不可变是相对于内存里的那块地方是否可以改变通俗点讲,就是内存中对应的地址在值发生变动的时候会不会变。地址不变时,为可变对象,变动时,为不可变对象

    a = 1
    print(id(a))
    a = a + 1
    print(id(a))
    
    输出结果:
    140734638482064 140734638482096

    上面的例子,在a的值发生变动(a = a+1)的时候,a对应的地址也发生了改变,其本质原因在于数字类型不可变,如果值要变动,会在内存里重新开辟一个空间用于存储相应的值 

    a = [1, 2, 3]
    print(id(a))
    a.append(4)
    print(id(a))
    
    输出结果:
    2935304970888
    2935304970888

    可变类型:列表、字典
    不可变类型:数字、字符串、元组 

    元组里的元素不能变,但是,如果元组里存的是一个列表,那么这个时候能不能修改列表里某个属性的值呢? 

    答案是可以的

    tup = (1, 2, 3, ["111", "222", "333"])
    tup[-1][0] = "444"
    print(tup)

    我们回到list的存储方式,list的地址里存的都是实际内容的指针,此时元组的内容指向list地址,而无论list的内容如何变更,list的地址也不会变,所以并不违背set里存储的元素不能变这样一个原则。 

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