Python 数据结构

Python 数据结构 主要有：list 列表，

 1、数据结构一——list 列表

（1）基本方法

print("Python 数据结构之 lsit 列表")
a=[66.34,666,666,1,25.6]
print("list.count(x)是返回 x 在列表中出现的次数:",a.count(666),a.count(66.34),a.count('x'))
a.insert(2,777)
print("list.insert(i, x)是在i前插入x:",a)
a.append(888)
print("list.append(x)是把一个元素添加到列表的结尾:",a)
print("list.index(x)是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错误:",a.index(666))
a.remove(666)
print("list.remove(x)是删除列表中值为 x 的第一个元素。如果没有这样的元素，就会返回一个错误:",a)
a.reverse()
print("list.reverse()是倒排列表中的元素：",a)
a.sort()
print("list.sort()是对列表中的元素进行排序",a)

【注意】类似 insert, remove 或 sort 等修改列表的方法没有返回值。

结果为：

 （2）list 列表可作为堆栈（后进先出）使用

用 append() 方法可以把一个元素添加到堆栈顶。

用不指定索引的 pop() 方法可以把一个元素从堆栈顶释放出来。

>>> stack=[2,3,4,5]
>>> stack.append(6)
>>> stack.append(7)
>>> stack
[2, 3, 4, 5, 6, 7]
>>> stack.pop()
7
>>> stack
[2, 3, 4, 5, 6]
>>> stack.pop()
6
>>> stack.pop()
5
>>> stack
[2, 3, 4]

 （3）list 列表可作为队列（先进先出）使用

 可以把列表当做队列用，只是在队列里第一加入的元素，第一个取出来；但是拿列表用作这样的目的效率不高。在列表的最后添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（因为所有其他的元素都得一个一个地移动）。

>>> from collections import deque
>>> queue=deque(["Zero","One","Two","Three"])
>>> queue.append("Four")  # Four arrives
>>> queue.append("Five")  # Five arrives
>>> queue
deque(['Zero', 'One', 'Two', 'Three', 'Four', 'Five'])
>>> queue.popleft()       # The first to arrive now leaves
'Zero'
>>> queue.popleft()       # The second to arrive now leaves
'One'
>>> queue                 # Remaining queue in order of arrival
deque(['Two', 'Three', 'Four', 'Five'])

 （4）list 列表推导式

列表推导式提供了从序列创建列表的简单途径。

通常应用程序将一些操作应用于某个序列的每个元素，用其获得的结果作为生成新列表的元素，或者根据确定的判定条件创建子序列。

每个列表推导式都在 for 之后跟一个表达式，然后有零到多个 for 或 if 子句。返回结果是一个根据表达从其后的 for 和 if 上下文环境中生成出来的列表。如果希望表达式推导出一个元组，就必须使用括号。

# 将列表中每个数值乘以3，获得一个新的列表
>>> vec=[2,4,6]
>>> [3*x for x in vec]
[6, 12, 18]

# 
>>> [[x,x**2] for x in vec]
  [[2, 4], [4, 16], [6, 36]]

#对序列里每一个元素逐个调用某方法：
>>> number = ['  one', '   two ', 'three ']
>>> [weapon.strip() for weapon in number]
['one', 'two', 'three']

#用 if 子句作为过滤器：
>>> [3*x for x in vec if x > 3]
[12, 18]
>>> [3*x for x in vec if x < 2]
[]

#关于循环和其它技巧的演示：
>>> vec1 = [2, 4, 6]
>>> vec2 = [4, 3, -9]
>>> [x*y for x in vec1 for y in vec2]
[8, 6, -18, 16, 12, -36, 24, 18, -54]
>>> [x+y for x in vec1 for y in vec2]
[6, 5, -7, 8, 7, -5, 10, 9, -3]
>>> [vec1[i]*vec2[i] for i in range(len(vec1))]
[8, 12, -54]

#列表推导式可以使用复杂表达式或嵌套函数：
>>> [str(round(355/113, i)) for i in range(1, 6)]
['3.1', '3.14', '3.142', '3.1416', '3.14159']

 （5）嵌套list 列表解析

　　list 列表可嵌套

#将3X4的矩阵列表转换为4X3列表：

>>> matrix = [
...     [1, 2, 3, 4],
...     [5, 6, 7, 8],
...     [9, 10, 11, 12],
... ]

#法一：
>>> [[row[i] for row in matrix] for i in range(4)] [[1, 5, 9], [2, 6, 10], [3, 7, 11], [4, 8, 12]]

#法二：
>>> transposed = []
>>> for i in range(4):
...     transposed.append([row[i] for row in matrix])
...
>>> transposed
[[1, 5, 9], [2, 6, 10], [3, 7, 11], [4, 8, 12]]

#法三：
>>> transposed = []
>>> for i in range(4):
...     # the following 3 lines implement the nested listcomp
...     transposed_row = []
...     for row in matrix:
...         transposed_row.append(row[i])
...     transposed.append(transposed_row)
...
>>> transposed
[[1, 5, 9], [2, 6, 10], [3, 7, 11], [4, 8, 12]]

 （6）del 语句

使用 del 语句可以从一个列表中依索引而不是值来删除一个元素。

这与使用 pop() 返回一个值不同。可以用 del 语句从列表中删除一个切割，或清空整个列表（我们以前介绍的方法是给该切割赋一个空列表）。

>>> a = [-1, 1, 66.25, 333, 333, 1234.5]
>>> del a[0]
>>> a
[1, 66.25, 333, 333, 1234.5]
>>> del a[2:4]
>>> a
[1, 66.25, 1234.5]
>>> del a[:]
>>> a
[]

#也可以用 del 删除实体变量：
>>> del a

2、数据结构二——元组和序列

 元组由若干逗号分隔的值组成

>>> t = 12345, 54321, 'hello!'
>>> t[0]
12345
>>> t
(12345, 54321, 'hello!')
>>> # Tuples may be nested:
... u = t, (1, 2, 3, 4, 5)
>>> u
((12345, 54321, 'hello!'), (1, 2, 3, 4, 5))

#以上：元组在输出时总是有括号的，以便于正确表达嵌套结构。
#在输入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）。

3、数据结构三——集合

集合是一个无序不重复元素的集。基本功能包括关系测试和消除重复元素。

可以用大括号({})创建集合。注意：如果要创建一个空集合，你必须用 set() 而不是 {} ；后者创建一个空的字典。

>>> basket = {'apple', 'orange', 'apple', 'pear', 'orange', 'banana'}
>>> print(basket)                      # 删除重复的
{'orange', 'banana', 'pear', 'apple'}
>>> 'orange' in basket                 # 检测成员
True
>>> 'crabgrass' in basket
False

>>> # 以下演示了两个集合的操作
...
>>> a = set('abracadabra')
>>> b = set('alacazam')
>>> a                                  # a 中唯一的字母
{'a', 'r', 'b', 'c', 'd'}
>>> a - b                              # 在 a 中的字母，但不在 b 中
{'r', 'd', 'b'}
>>> a | b                              # 在 a 或 b 中的字母
{'a', 'c', 'r', 'd', 'b', 'm', 'z', 'l'}
>>> a & b                              # 在 a 和 b 中都有的字母
{'a', 'c'}
>>> a ^ b                              # 在 a 或 b 中的字母，但不同时在 a 和 b 中
{'r', 'd', 'b', 'm', 'z', 'l'}

#集合也支持推导式：
>>> a = {x for x in 'abracadabra' if x not in 'abc'}
>>> a
{'r', 'd'}

4、数据结构四——字典

字典是非常有用的 Python 内建数据类型。

序列是以连续的整数为索引，与此不同的是，

字典以关键字为索引，关键字可以是任意不可变类型，通常用字符串或数值。

理解字典的最佳方式是把它看做无序的键=>值对集合。在同一个字典之内，关键字必须是互不相同。

一对大括号创建一个空的字典：{}。

>>> tel = {'jack': 4098, 'sape': 4139}
>>> tel['guido'] = 4127
>>> tel
{'sape': 4139, 'guido': 4127, 'jack': 4098}
>>> tel['jack']
4098
>>> del tel['sape']
>>> tel['irv'] = 4127
>>> tel
{'guido': 4127, 'irv': 4127, 'jack': 4098}
>>> list(tel.keys())
['irv', 'guido', 'jack']
>>> sorted(tel.keys())
['guido', 'irv', 'jack']
>>> 'guido' in tel
True
>>> 'jack' not in tel
False

构造函数 dict() 直接从键值对元组列表中构建字典。如果有固定的模式，列表推导式指定特定的键值对：

>>> dict([('sape', 4139), ('guido', 4127), ('jack', 4098)])
{'sape': 4139, 'jack': 4098, 'guido': 4127}

此外，字典推导可以用来创建任意键和值的表达式词典：

>>> {x: x**2 for x in (2, 4, 6)}
{2: 4, 4: 16, 6: 36}

如果关键字只是简单的字符串，使用关键字参数指定键值对有时候更方便：

>>> dict(sape=4139, guido=4127, jack=4098)
{'sape': 4139, 'jack': 4098, 'guido': 4127}

遍历技巧

在字典中遍历时，关键字和对应的值可以使用 items() 方法同时解读出来：

>>> knights = {'gallahad': 'the pure', 'robin': 'the brave'}
>>> for k, v in knights.items():
...     print(k, v)
...
gallahad the pure
robin the brave

在序列中遍历时，索引位置和对应值可以使用 enumerate() 函数同时得到：

>>> 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，可以使用 zip() 组合：

>>> questions = ['name', 'quest', 'favorite color']
>>> answers = ['lancelot', 'the holy grail', 'blue']
>>> for q, a in zip(questions, answers):
...     print('What is your {0}?  It is {1}.'.format(q, a))
...
What is your name?  It is lancelot.
What is your quest?  It is the holy grail.
What is your favorite color?  It is blue.

要反向遍历一个序列，首先指定这个序列，然后调用 reversed() 函数：

>>> for i in reversed(range(1, 10, 2)):
...     print(i)
...
9
7
5
3
1

要按顺序遍历一个序列，使用 sorted() 函数返回一个已排序的序列，并不修改原值：

>>> basket = ['apple', 'orange', 'apple', 'pear', 'orange', 'banana']
>>> for f in sorted(set(basket)):
...     print(f)
...
apple
banana
orange
pear