python基础结构,Python基础之:Python的数据结构

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python基础结构,Python基础之:Python的数据结构

简介

不管是做科学计算还是编写应用程序，都需要使用到一些基本的数据结构，比如列表，元组，字典等。

本文将会详细讲解Python中的这些基础数据结构。

列表

列表也就是list，可以用方括号来表示：In [40]: ages = [ 10, 14, 18, 20 ,25]

In [41]: ages

Out[41]: [10, 14, 18, 20, 25]

list有一些非常有用的方法，比如append，extend，insert，remove，pop，index，count，sort，reverse，copy等。

举个例子：>>> fruits = ['orange', 'apple', 'pear', 'banana', 'kiwi', 'apple', 'banana']

>>> fruits.count('apple')

2

>>> fruits.count('tangerine')

0

>>> fruits.index('banana')

3

>>> fruits.index('banana', 4) # Find next banana starting a position 4

6

>>> fruits.reverse()

>>> fruits

['banana', 'apple', 'kiwi', 'banana', 'pear', 'apple', 'orange']

>>> fruits.append('grape')

>>> fruits

['banana', 'apple', 'kiwi', 'banana', 'pear', 'apple', 'orange', 'grape']

>>> fruits.sort()

>>> fruits

['apple', 'apple', 'banana', 'banana', 'grape', 'kiwi', 'orange', 'pear']

>>> fruits.pop()

'pear'

列表作为栈使用

栈的特点是后进先出，而列表为我们提供了append和pop方法，所以使用列表来实现栈是非常简单的：>>> stack = [3, 4, 5]

>>> stack.append(6)

>>> stack.append(7)

>>> stack

[3, 4, 5, 6, 7]

>>> stack.pop()

7

>>> stack

[3, 4, 5, 6]

>>> stack.pop()

6

>>> stack.pop()

5

>>> stack

[3, 4]

列表作为队列使用

队列的特点是先进先出，但是使用列表在队列头部插入元素是很慢的，因为需要移动所有的元素。>>> from collections import deque

>>> queue = deque(["Eric", "John", "Michael"])

>>> queue.append("Terry") # Terry arrives

>>> queue.append("Graham") # Graham arrives

>>> queue.popleft() # The first to arrive now leaves

'Eric'

>>> queue.popleft() # The second to arrive now leaves

'John'

>>> queue # Remaining queue in order of arrival

deque(['Michael', 'Terry', 'Graham'])

列表推导式

要创建列表，通常的做法是使用for循环，来遍历列表，并为其设置值：>>> squares = []

>>> for x in range(10):

... squares.append(x**2)

...

>>> squares

[0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]

或者我们可以使用列表推导式来更加简洁的生成列表：squares = [x**2 for x in range(10)]

列表推导式的结构是由一对方括号所包含的以下内容：一个表达式，后面跟一个 for 子句，然后是零个或多个 for 或 if 子句。

列表推导式将会遍历for字句中的元素，并且使用表达式来求值，将生成的元素作为新的列表元素返回。

看一个复杂点的：>>> [(x, y) for x in [1,2,3] for y in [3,1,4] if x != y]

[(1, 3), (1, 4), (2, 3), (2, 1), (2, 4), (3, 1), (3, 4)]

上面的表达式等价于：>>> combs = []

>>> for x in [1,2,3]:

... for y in [3,1,4]:

... if x != y:

... combs.append((x, y))

...

>>> combs

[(1, 3), (1, 4), (2, 3), (2, 1), (2, 4), (3, 1), (3, 4)]

列表推导式还可以嵌套，假如我们有一个矩阵：>>> matrix = [

... [1, 2, 3, 4],

... [5, 6, 7, 8],

... [9, 10, 11, 12],

... ]

可以使用下面的表达式将矩阵进行行列交换：>>> [[row[i] for row in matrix] for i in range(4)]

[[1, 5, 9], [2, 6, 10], [3, 7, 11], [4, 8, 12]]

或者使用更加简单的zip函数：>>> list(zip(*matrix))

[(1, 5, 9), (2, 6, 10), (3, 7, 11), (4, 8, 12)]

del

删除列表中的某个元素可以使用del。del可以删除列表中的某个特定的值，也可以删除切片，甚至删除整个列表：>>> 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

[]

>>> del a

元组

元组跟列表很类似，不同的是元组是不可变的。

元组是以小括号来表示的，或者可以不使用括号。>>> 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))

元组和List的操作很类似，都有切片和索引操作。

元组可以方便的进行解包：>>> x, y, z = t

集合

集合使用set函数或者花括号来表示的。

集合中的元素是不重复的，这个一点和java中的set很类似。

因为字典的表示也是花括号，所以如果你需要创建一个空集合的话，需要使用set，因为空的 {} 表示的是字典。

看一些集合的简单例子：>>> basket = {'apple', 'orange', 'apple', 'pear', 'orange', 'banana'}

>>> print(basket) # show that duplicates have been removed

{'orange', 'banana', 'pear', 'apple'}

>>> 'orange' in basket # fast membership testing

True

>>> 'crabgrass' in basket

False

>>> # Demonstrate set operations on unique letters from two words

...

>>> a = set('abracadabra')

>>> b = set('alacazam')

>>> a # unique letters in a

{'a', 'r', 'b', 'c', 'd'}

>>> a - b # letters in a but not in b

{'r', 'd', 'b'}

>>> a | b # letters in a or b or both

{'a', 'c', 'r', 'd', 'b', 'm', 'z', 'l'}

>>> a & b # letters in both a and b

{'a', 'c'}

>>> a ^ b # letters in a or b but not both

{'r', 'd', 'b', 'm', 'z', 'l'}

和列表一样，集合也支持推导式：>>> a = {x for x in 'abracadabra' if x not in 'abc'}

>>> a

{'r', 'd'}

字典

字典也是用花括号来表示的，不同的是字典中的元素是以 key:value的形式呈现的。

下面是字典的一些基本操作：>>> tel = {'jack': 4098, 'sape': 4139}

>>> tel['guido'] = 4127

>>> tel

{'jack': 4098, 'sape': 4139, 'guido': 4127}

>>> tel['jack']

4098

>>> del tel['sape']

>>> tel['irv'] = 4127

>>> tel

{'jack': 4098, 'guido': 4127, 'irv': 4127}

>>> list(tel)

['jack', 'guido', 'irv']

>>> sorted(tel)

['guido', 'irv', 'jack']

>>> 'guido' in tel

True

>>> 'jack' not in tel

False

除了花括号，还可以使用dict函数来构建字典：>>> dict([('sape', 4139), ('guido', 4127), ('jack', 4098)])

{'sape': 4139, 'guido': 4127, 'jack': 4098}

如果关键字是简单的字符的话，可以直接这样写：>>> dict(sape=4139, guido=4127, jack=4098)

{'sape': 4139, 'guido': 4127, 'jack': 4098}

同样的推导式也可以使用：>>> {x: x**2 for x in (2, 4, 6)}

{2: 4, 4: 16, 6: 36}

循环

我们一般使用for语句来遍历集合或者字典，list等。

当我们遍历字典的时候，可以使用items()方法来同时获取到key和value：>>> knights = {'gallahad': 'the pure', 'robin': 'the brave'}

>>> for k, v in knights.items():

... print(k, v)

...

gallahad the pure

robin the brave

如果是列表，那么可以使用enumerate 函数来获取到index和value：>>> for i, v in enumerate(['tic', 'tac', 'toe']):

... print(i, v)

...

0 tic

1 tac

2 toe

之前我们还使用了zip函数，zip函数可以将多个序列中的元素一一匹配：>>> 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.本文已收录于 /

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