詳解python算法常用技巧與內(nèi)置庫
近些年隨著python的越來越火,python也漸漸成為了很多程序員的喜愛。許多程序員已經(jīng)開始使用python作為第一語言來刷題。
最近我在用python刷題的時候想去找點python的刷題常用庫api和刷題技巧來看看。類似于C++的STL庫文檔一樣,但是很可惜并沒有找到,于是決定結(jié)合自己的刷題經(jīng)驗和上網(wǎng)搜索做一份文檔出來,供自己和大家觀看查閱。
1.輸入輸出:
1.1 第一行給定兩個值n,m,用空格分割,第一個n決定接下來有n行的輸入,m決定每一行有多少個數(shù)字,m個數(shù)字均用空格分隔.
解決辦法:python的input函數(shù)接收到的輸入默認都是字符串,所以我們使用 字符串切割、強制類型轉(zhuǎn)換、列表生成器就可以完美解決輸入問題。代碼如下:
# 接收兩個值,使用n,m分別接收列表中的兩個值 n, m = [int(x) for x in input().split()] # 構(gòu)造輸入列表的列表 num_list = [] for i in range(n): # python可以不用在意m的值,將所有數(shù)值接收進來然后使用len判斷長度 tmp_list = [int(x) for x in input().split()] num_list.append(tmp_list)
同理,若是用逗號(,)分隔的話,split函數(shù)中傳入相同的值就行。
1.2 輸出一行數(shù)字
由于python的print函數(shù)默認利用換行作為結(jié)束符,所以我們需要將它修改成我們需要的間隔,代碼如下:
for i in range(10): print(i, end=' ')
end是print函數(shù)中的一個參數(shù),決定輸出的結(jié)束字符,這里修改成空格代表輸出一行數(shù)字,用空格間隔,其它字符可以自行修改。
2.空列表生成,字符串修改,列表遍歷
2.1 代碼編寫過程中,有時候會需要一個帶有長度的,有初始值的空列表,生成方式如下:
# 1. 用乘法生成一個初始值為False的長度為100的一維列表 visited = [False] * 100 # 2. 利用列表生成器生成一個n*m的二維的初始值為0的列表 visited = [[0 for i in range(m)] for j in range(n)]
2.2 在python當中字符串是無法原地修改的,如果每次修改都生成一個新字符串,那么對修改次數(shù)很多且字符串很當?shù)那闆r,開銷是很大的。所以一般是把字符串轉(zhuǎn)為列表進行修改最后再轉(zhuǎn)回來。
string = 'I love to eat chicken' # 將字符串轉(zhuǎn)換成列表 string_list = list(string) # .......對字符串列表進行修改 # Code # 將字符串列表重新拼接成字符串 #string = ''.join(string_list)
2.3 python中列表遍歷有許多種不同的方式,最直接的辦法是直接對列表進行迭代遍歷,但是因為我們往往是基于索引對數(shù)組進行操作且需要修改數(shù)組的值,所以更推薦用以下代碼中的第二三中辦法:
num_list = [i for i in range(10)] # 1. 直接迭代列表 for item in num_list: # Code pass # 2. 通過索引進行迭代 for i in range(len(num_list)): print(num_list[i]) # 3. 通過enumerate函數(shù)進行迭代 for index, value in enumerate(num_list): # index為當前元素的索引,value為當前元素的值 print(index, value)
3. collections庫的使用
3.1 deque隊列
deque 是python中的隊列(FIFO先進先出),隊列在進行隊首彈出的時候會比list要快。
尤其在使用BFS(深度優(yōu)先搜索)的時候,隊列是必須要使用到的。部分deque使用代碼如下:
from collections import deque # 初始化一個最大長度為3的隊列 d = deque([1,2,3], maxlen=3) # 因為初始化隊列最大長度為3,再添加元素會把隊頭元素擠出 d.append(4) # 初始化一個不限制長度的隊列 d = deque() # 添加元素到隊尾部 d.append(1) d.append(2) d.append(3) # 將隊首的元素彈出返回 print(d.popleft()) # 彈出隊尾元素并返回值 print(d.pop()) # 在隊首插入元素 d.appendleft(0)
3.2 Counter計數(shù)器
Counter 是一個計數(shù)器,可以對一個序列計數(shù),計算序列中某個元素出現(xiàn)的數(shù)量。
以下是示例代碼:
import collections
# 一共有三種初始方法
# 1. 傳入一個序列
print(collections.Counter(['a', 'b', 'c', 'a', 'b', 'b']))
# 2.傳入一個字典
print(collections.Counter({'a':2, 'b':3, 'c':1}))
# 3.直接利用=傳參
print(collections.Counter(a=2, b=3, c=1))
# 也可以無參數(shù)構(gòu)造,利用update函數(shù)更新
c = collections.Counter()
print('Initial :', c)
# Initial: Counter()
c.update('abcdaab')
print('Sequence:', c)
# Sequence: Counter({'a': 3, 'b': 2, 'c': 1, 'd': 1})
c.update({'a':1, 'd':5})
print('Dict:', c)
# Dict: Counter({'d': 6, 'a': 4, 'b': 2, 'c': 1})
# 可以通過訪問字典的訪問方式訪問Counter對象
for letter in 'abcde':
print('%s : %d' % (letter, c[letter]))
# elements()方法可以返回一個包含所有Counter數(shù)據(jù)的迭代器
c = collections.Counter('extremely')
c['z'] = 0
print(list(c.elements()))
# ['e', 'e', 'e', 'm', 'l', 'r', 't', 'y', 'x']
# most_common()返回前n個最多的數(shù)據(jù)
c=collections.Counter('aassdddffff')
for letter, count in c.most_common(2):
print('%s: %d' % (letter, count))
# f: 4
# d: 3
# Counter對象可以進行加減交并,直接使用運算符 +、-、&、|
# +會將兩個字典中相同字符的出現(xiàn)次數(shù)相加,-會給出第一個Counter相對于第二個的差集。交集給出兩個計數(shù)器當中都有的元素,且計數(shù)被賦值為較小的那個,并集為兩個計數(shù)器的元素出現(xiàn)最多的那個。
c1 = collections.Counter(['a', 'b', 'c', 'a', 'b', 'b'])
c2 = collections.Counter('alphabet')
print ('C1:', c1)
print ('C2:', c2)
print ('\nCombined counts:')
print (c1 + c2)
print ('\nSubtraction:')
print (c1 - c2)
print ('\nIntersection (taking positive minimums):')
print (c1 & c2)
print ('\nUnion (taking maximums):')
print (c1 | c2)
# 以下為輸出:
C1: Counter({'b': 3, 'a': 2, 'c': 1})
C2: Counter({'a': 2, 'l': 1, 'p': 1, 'h': 1, 'b': 1, 'e': 1, 't': 1})
Combined counts:
Counter({'a': 4, 'b': 4, 'c': 1, 'l': 1, 'p': 1, 'h': 1, 'e': 1, 't': 1})
Subtraction:
Counter({'b': 2, 'c': 1})
Intersection (taking positive minimums):
Counter({'a': 2, 'b': 1})
Union (taking maximums):
Counter({'b': 3, 'a': 2, 'c': 1, 'l': 1, 'p': 1, 'h': 1, 'e': 1, 't': 1})
3.3 defaultdict——帶有默認值的字典
一般情況下創(chuàng)建的字典dict是不含有默認值的,即若是字典中不包含a這個key,調(diào)用dct{a}的話就會報錯。
在進行算法設(shè)計和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候我們希望任意給定一個key都能從字典中取出值來,哪怕只是一個默認值,這個時候我們就需要用到defaultdict。
例如在用字典表示圖中一個節(jié)點的相連節(jié)點的時候,我們希望將這個節(jié)點作為一個key,然后與它相連的節(jié)點組成一個列表作為它的value,這個時候我們就可以使用defaultdict(list)來創(chuàng)建一個默認值為列表的字典。
# list的默認值為空列表 list_dict = collections.defaultdict(list) # int的默認值為0 int_dict = collections.defaultdict(int) print(list_dict['a']) print(int_dict['a']) # 輸出:[] # 輸出:0
3.4 小結(jié)
collection中常被用來寫算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的就是這幾個,其它比如排序字典和命名元組很少會用上。
4.排序
4.1 對列表排序
對列表排序有兩種方法,一種是使用列表內(nèi)置的sort函數(shù),sort函數(shù)直接在列表原地修改,無返回值,可以通過參數(shù)key自定義比較的key和比較函數(shù)。
第二種就是使用python的sorted函數(shù),這個函數(shù)自由度比較高,可以自己設(shè)定比較函數(shù)和比較的key,返回一個新的列表。
如果需要自定義比較的函數(shù),需要從庫functools導(dǎo)入函數(shù)cmp_to_key函數(shù),將比較函數(shù)轉(zhuǎn)為key,使用代碼如下:
def custom_sort(x,y): if x>y: # 返回-1代表需要排在前面 return -1 if x<y: # 返回1代表需要排在后面 return 1 return 0 lst = [i for i in range(10, -1, -1)] print(lst) lst.sort() print(lst) print(sorted(lst, key=cmp_to_key(custom_sort))) # 輸出如下: # [10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0] # [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10] # [10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0]
4.2 對字典/元組列表排序
若是需要對字典(將字典利用item函數(shù)轉(zhuǎn)化成元組列表)或者元組列表這種每一個item有兩個值的序列進行排序,這個時候就需要利用sorted函數(shù)中的key來決定取哪個值排序。代碼如下:
# 利用字符串創(chuàng)建計數(shù)器字典
d = dict(collections.Counter('Hello World'))
print(d)
# 排序
print(sorted(d.items(), key=lambda x: x[1], reverse=True))
# 輸出如下:
# {'H': 1, 'e': 1, 'l': 3, 'o': 2, ' ': 1, 'W': 1, 'r': 1, 'd': 1}
# [('l', 3), ('o', 2), ('H', 1), ('e', 1), (' ', 1), ('W', 1), ('r', 1), ('d', 1)]
5.排列組合
python內(nèi)置的模塊itertools中集成了一些與迭代有關(guān)的函數(shù),其中就有排列組合函數(shù)。
5.1 排列
排列函數(shù)permutations接收一個列表,返回這個列表內(nèi)所有元素的全排列列表。
from itertools import permutations print(list(permutations([1,2,3]))) # 輸出如下: # [(1, 2, 3), (1, 3, 2), (2, 1, 3), (2, 3, 1), (3, 1, 2), (3, 2, 1)]
5.2 組合
組合函數(shù)combinations接收兩個參數(shù),第一個為一個需要進行組合的列表,第二個參數(shù)為一個正整數(shù),代表從列表中抽取多少個元素進行組合,返回一個組合列表。
from itertools import combinations print(list(combinations([1,2,3],2))) # 輸出如下: # [(1, 2), (1, 3), (2, 3)]
6.小技巧
6.1 在python中分了可變類型和不可變類型,當函數(shù)傳參的時候:
- 若是不可變類型如字符串,則傳遞參數(shù)的時候會深拷貝一份,在新的數(shù)據(jù)上修改并不改變原數(shù)據(jù)若是可變類型如列表,則傳遞參數(shù)的時候傳遞的是引用,屬于淺拷貝,在函數(shù)中對新列表進行操作會影響到原來的列表。
- 若是確實需要傳遞可變類型進入函數(shù),則可以在函數(shù)內(nèi)部第一行進行一次深拷貝如:
def test(num_list:list): # 進行深拷貝 num_list = num_list[:]
6.2 當刪除列表中的元素的時候,列表后面的元素會自動往前移動,導(dǎo)致出錯
例如,列表為[1,2,3,4,5,6],想要刪除列表中的偶數(shù),如果直接找到一個偶數(shù)然后利用其索引刪除,如下代碼所示(錯誤示范),那么很抱歉,出問題了。
# 此處為錯誤示范?。。。。。。?! lst = [1, 2, 3, 4, 5, 6] for i in range(len(lst)): if lst[i] % 2 == 0: lst.pop(i) print(lst) # 上面這段代碼沒有輸出,因為報索引越界錯誤了。
下面的代碼才是正確示范:
lst = [1, 2, 3, 4, 5, 6] lst = [i for i in lst if i % 2 != 0] print(lst) # 輸出如下: # [1, 3, 5]
若是需要更復(fù)雜的篩選手段,可以在if i%2 !=0那里更改成一個函數(shù)判斷,函數(shù)內(nèi)部就實現(xiàn)篩選方法。
6.3 訪問字典元素要使用get方法
前文說過,普通的dict字典是沒有默認值的,所以這個時候如果直接利用中括號放置key來查找value的話是有可能會報錯的。
那么為了避免這種情況,在利用字典的key來取value的時候,需要利用字典的get函數(shù)。
get函數(shù)的第一個參數(shù)為key,第二個參數(shù)為可選(默認為None),當字典中找不到傳入的key的時候,會返回第二個參數(shù)所賦的值。
7.小結(jié)
以上是本人在使用python刷題的時候作的一些總結(jié),若有不到位的地方請指出。
到此這篇關(guān)于詳解python算法常用技巧與內(nèi)置庫的文章就介紹到這了,更多相關(guān)python算法技巧與內(nèi)置庫內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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