Python基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與用法詳解【列表、元組、集合、字典】
本文實(shí)例講述了Python基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與用法。分享給大家供大家參考，具體如下：
列表
Python中列表是可變的，這是它區(qū)別于字符串和元組的最重要的特點(diǎn)，一句話概括即：列表可以修改，而字符串和元組不能。以下是 Python 中列表的方法：
下面示例演示了列表的大部分方法：
>>> a = [66.25, 333, 333, 1, 1234.5]
>>> print(a.count(333), a.count(66.25), a.count('x'))
2 1 0
>>> a.insert(2, -1)
>>> a.append(333)
>>> a
[66.25, 333, -1, 333, 1, 1234.5, 333]
>>> a.index(333)
1
>>> a.remove(333)
>>> a
[66.25, -1, 333, 1, 1234.5, 333]
>>> a.reverse()
>>> a
[333, 1234.5, 1, 333, -1, 66.25]
>>> a.sort()
>>> a
[-1, 1, 66.25, 333, 333, 1234.5]
注意：類似 insert, remove 或 sort 等修改列表的方法沒有返回值。
將列表當(dāng)做堆棧使用
列表方法使得列表可以很方便的作為一個(gè)堆棧來使用，堆棧作為特定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，最先進(jìn)入的元素最后一個(gè)被釋放（后進(jìn)先出）。用 append() 方法可以把一個(gè)元素添加到堆棧頂。用不指定索引的 pop() 方法可以把一個(gè)元素從堆棧頂釋放出來。例如：
>>> 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]
將列表當(dāng)作隊(duì)列使用
也可以把列表當(dāng)做隊(duì)列用，只是在隊(duì)列里第一加入的元素，第一個(gè)取出來；但是拿列表用作這樣的目的效率不高。在列表的最后添加或者彈出元素速度快，然而在列表里插入或者從頭部彈出速度卻不快（因?yàn)樗衅渌脑囟嫉靡粋€(gè)一個(gè)地移動(dòng)）。
>>> 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'])
列表推導(dǎo)式
列表推導(dǎo)式提供了從序列創(chuàng)建列表的簡(jiǎn)單途徑。通常應(yīng)用程序?qū)⒁恍┎僮鲬?yīng)用于某個(gè)序列的每個(gè)元素，用其獲得的結(jié)果作為生成新列表的元素，或者根據(jù)確定的判定條件創(chuàng)建子序列。
每個(gè)列表推導(dǎo)式都在 for 之后跟一個(gè)表達(dá)式，然后有零到多個(gè) for 或 if 子句。返回結(jié)果是一個(gè)根據(jù)表達(dá)從其后的 for 和 if 上下文環(huán)境中生成出來的列表。如果希望表達(dá)式推導(dǎo)出一個(gè)元組，就必須使用括號(hào)。
這里我們將列表中每個(gè)數(shù)值乘三，獲得一個(gè)新的列表：
>>> vec = [2, 4, 6] >>> [3*x for x in vec] [6, 12, 18]
現(xiàn)在我們玩一點(diǎn)小花樣：
>>> [[x, x**2] for x in vec] [[2, 4], [4, 16], [6, 36]]
這里我們對(duì)序列里每一個(gè)元素逐個(gè)調(diào)用某方法：
>>> freshfruit = [' banana', ' loganberry ', 'passion fruit '] >>> [weapon.strip() for weapon in freshfruit] ['banana', 'loganberry', 'passion fruit']
我們可以用 if 子句作為過濾器：
>>> [3*x for x in vec if x > 3] [12, 18] >>> [3*x for x in vec if x < 2] []
以下是一些關(guān)于循環(huán)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]
列表推導(dǎo)式可以使用復(fù)雜表達(dá)式或嵌套函數(shù)：
>>> [str(round(355/113, i)) for i in range(1, 6)] ['3.1', '3.14', '3.142', '3.1416', '3.14159']
嵌套列表解析
Python的列表還可以嵌套。以下實(shí)例展示了3X4的矩陣列表：
>>> matrix = [ ... [1, 2, 3, 4], ... [5, 6, 7, 8], ... [9, 10, 11, 12], ... ]
以下實(shí)例將3X4的矩陣列表轉(zhuǎn)換為4X3列表：
>>> [[row[i] for row in matrix] for i in range(4)] [[1, 5, 9], [2, 6, 10], [3, 7, 11], [4, 8, 12]]
以下實(shí)例也可以使用以下方法來實(shí)現(xiàn)：
>>> 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]]
另外一種實(shí)現(xiàn)方法：
>>> 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]]
del 語句
使用 del 語句可以從一個(gè)列表中依索引而不是值來刪除一個(gè)元素。這與使用 pop() 返回一個(gè)值不同?？梢杂?del 語句從列表中刪除一個(gè)切割，或清空整個(gè)列表（我們以前介紹的方法是給該切割賦一個(gè)空列表）。例如：
>>> 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 刪除實(shí)體變量：
>>> del a
元組和序列
元組由若干逗號(hào)分隔的值組成，例如：
>>> 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))
如你所見，元組在輸出時(shí)總是有括號(hào)的，以便于正確表達(dá)嵌套結(jié)構(gòu)。在輸入時(shí)可能有或沒有括號(hào)， 不過括號(hào)通常是必須的（如果元組是更大的表達(dá)式的一部分）。
集合
集合是一個(gè)無序不重復(fù)元素的集。基本功能包括關(guān)系測(cè)試和消除重復(fù)元素。
可以用大括號(hào)({})創(chuàng)建集合。注意：如果要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)空集合，你必須用 set() 而不是 {} ；后者創(chuàng)建一個(gè)空的字典。
以下是一個(gè)簡(jiǎn)單的演示：
>>> 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 either a or b
{'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'}
>>> 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 either a or b
{'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'}
字典
另一個(gè)非常有用的 Python 內(nèi)建數(shù)據(jù)類型是字典。
序列是以連續(xù)的整數(shù)為索引，與此不同的是，字典以關(guān)鍵字為索引，關(guān)鍵字可以是任意不可變類型，通常用字符串或數(shù)值。
理解字典的最佳方式是把它看做無序的鍵=>值對(duì)集合。在同一個(gè)字典之內(nèi)，關(guān)鍵字必須是互不相同。
一對(duì)大括號(hào)創(chuàng)建一個(gè)空的字典：{}。
這是一個(gè)字典運(yùn)用的簡(jiǎn)單例子：
>>> 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
構(gòu)造函數(shù) dict() 直接從鍵值對(duì)元組列表中構(gòu)建字典。如果有固定的模式，列表推導(dǎo)式指定特定的鍵值對(duì)：
>>> dict([('sape', 4139), ('guido', 4127), ('jack', 4098)])
{'sape': 4139, 'jack': 4098, 'guido': 4127}
此外，字典推導(dǎo)可以用來創(chuàng)建任意鍵和值的表達(dá)式詞典：
>>> {x: x**2 for x in (2, 4, 6)}
{2: 4, 4: 16, 6: 36}
如果關(guān)鍵字只是簡(jiǎn)單的字符串，使用關(guān)鍵字參數(shù)指定鍵值對(duì)有時(shí)候更方便：
>>> dict(sape=4139, guido=4127, jack=4098)
{'sape': 4139, 'jack': 4098, 'guido': 4127}
遍歷技巧
在字典中遍歷時(shí)，關(guān)鍵字和對(duì)應(yīng)的值可以使用 items() 方法同時(shí)解讀出來：
>>> knights = {'gallahad': 'the pure', 'robin': 'the brave'}
>>> for k, v in knights.items():
... print(k, v)
...
gallahad the pure
robin the brave
在序列中遍歷時(shí)，索引位置和對(duì)應(yīng)值可以使用 enumerate() 函數(shù)同時(shí)得到：
>>> for i, v in enumerate(['tic', 'tac', 'toe']): ... print(i, v) ... 0 tic 1 tac 2 toe
同時(shí)遍歷兩個(gè)或更多的序列，可以使用 zip() 組合：
>>> 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.
要反向遍歷一個(gè)序列，首先指定這個(gè)序列，然后調(diào)用 reversesd() 函數(shù)：
>>> for i in reversed(range(1, 10, 2)): ... print(i) ... 9 7 5 3 1
要按順序遍歷一個(gè)序列，使用 sorted() 函數(shù)返回一個(gè)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
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希望本文所述對(duì)大家Python程序設(shè)計(jì)有所幫助。
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