Python/ target=_blank class=infotextkey>Python數據結構簡介

四種基本的 Python 數據結構：

列表 - 有序、可變、允許重復元素。對于存儲數據序列很有用。
元組 - 有序、不可變、允許重復元素。將它們視為不可變的列表。
字典 - 無序、可變、由鍵值對映射。對于以鍵值格式存儲數據很有用。
集合 - 無序、可變、包含唯一元素。對于成員資格測試和消除重復很有用。

除了基本的數據結構之外，Python 還提供了更高級的結構，例如堆、隊列和鏈表，這些可以進一步增強您的編碼能力。這些高級結構建立在基礎結構的基礎上，可以實現更復雜的數據處理，并且通常用于特殊場景。但并不受限于這里；也可以使用所有現有結構作為基礎來實現您自己的結構。

第 1 步：在 Python 中使用列表

Python 中的列表是什么？

Python 中的列表是一種有序的、可變的數據類型，可以存儲各種對象，并允許重復元素。列表是通過使用方括號來定義的[ ]，元素之間用逗號分隔。

例如：

fibs = [0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21]

列表對于組織和存儲數據序列非常有用。

創(chuàng)建列表

列表可以包含不同的數據類型，如字符串、整數、布爾值等。例如：

mixed_list = [42, "Hello World!", False, 3.14159]

操作列表

可以訪問、添加、更改和刪除列表中的元素。例如：

# 訪問第二個元素(索引從’0’開始)
print(mixed_list[1])

# 添加元素
mixed_list.Append("This is new")

# 更改元素
mixed_list[0] = 5

# 刪除第一元素
mixed_list.pop(0)

列表方法

一些方便的內置列表方法包括：

sort()- 就地排序列表
append()- 將元素添加到列表末尾
insert()- 在索引處插入元素
pop()- 刪除索引處的元素
remove()- 刪除第一次出現的值
reverse()- 就地反轉列表

示例

# 生成列表
cart = ["apples", "oranges", "grapes"]

# Sort the list 
cart.sort()

# Add new item 
cart.append("blueberries") 

# Remove first item
cart.pop(0)

print(cart)

輸出：

['grapes', 'oranges', 'blueberries']

第 2 步：理解 Python 中的元組

什么是元組？

元組是 Python 中的另一種序列數據類型，類似于列表。然而，與列表不同，元組是不可變的，這意味著它們的元素一旦創(chuàng)建就不能更改。它們是通過將元素括在括號中來定義的( )。

# Defining a tuple
my_tuple = (1, 2, 3, 4)

何時使用元組

元組通常用于不應修改的項目的集合。元組比列表更快，這使得它們非常適合只讀操作。一些常見的用例包括：

存儲常量或配置數據
具有多個組件的函數返回值
字典鍵，因為它們是可散列的

訪問元組元素

訪問元組中的元素的方式與訪問列表元素類似。索引和切片的工作方式相同。

# 訪問元組
first_element = my_tuple[0]
sliced_tuple = my_tuple[1:3]

元組操作

由于元組是不可變的，因此許多列表操作（如append()或）remove()不適用。但是，仍然可以執(zhí)行一些操作：

連接：使用+運算符組合元組。

concatenated_tuple = my_tuple + (5, 6)

重復：使用運算符重復元組*。

repeated_tuple = my_tuple * 2

成員資格：檢查元組中是否存在帶有關鍵字的元素in。

exists = 1 in my_tuple

元組方法

鑒于元組的不可變性質，與列表相比，元組的內置方法更少。一些有用的方法包括：

count()：計算特定元素的出現次數。

count_of_ones = my_tuple.count(1)

index()：查找某個值第一次出現的索引。

index_of_first_one = my_tuple.index(1)

元組打包和解包

元組打包和解包是 Python 中方便的功能：

打包：將多個值分配給單個元組。

packed_tuple = 1, 2, 3

拆包：將元組元素分配給多個變量。

a, b, c = packed_tuple

不可變但不嚴格

雖然元組本身是不可變的，但它們可以包含可變元素，例如列表。

# 包含可變列表的元組
complex_tuple = (1, 2, [3, 4])

請注意，雖然無法更改元組本身，但可以修改其中的可變元素。

第三步：掌握 Python 字典

Python 中的字典是什么？

Python 中的字典是一種無序、可變的數據類型，用于存儲唯一鍵到值的映射。字典用大括號編寫{ }，由逗號分隔的鍵值對組成。

例如：

student = {"name": "Michael", "age": 22, "city": "Chicago"}

字典對于以結構化方式存儲數據和通過鍵訪問值非常有用。

創(chuàng)建字典

字典鍵必須是不可變的對象，例如字符串、數字或元組。字典值可以是任何對象。

student = {"name": "Susan", "age": 23}

prices = {"milk": 4.99, "bread": 2.89}

操作字典

可以通過按鍵訪問、添加、更改和刪除元素。

# 根據鍵訪問元素
print(student["name"])

# 增加一個新的鍵值對
student["major"] = "computer science"  

# 改變一個的鍵值
student["age"] = 25

# 刪除一個鍵值對
del student["city"]

字典方法

一些有用的內置方法包括：

keys()- 返回鍵列表
values()- 返回值列表
items()- 返回（鍵，值）元組
get()- 返回鍵的值，避免 KeyError
pop()- 刪除鍵并返回值
update()- 添加多個鍵值

示例

scores = {"Francis": 95, "John": 88, "Daniel": 82}

# 增加新成績
scores["Zoey"] = 97

# 刪除John的成績
scores.pop("John")  

# 訪問Daniel的成績
print(scores.get("Daniel"))

# 打印所有同學的名字
print(scores.keys())

第 4 步：Python 中的集合

Python 中的集合是什么？

Python 中的集合是唯一的、不可變對象的無序、可變的集合。集合是用大括號編寫的{ }，但與字典不同，集合沒有鍵值對。

例如：

numbers = {1, 2, 3, 4}

集合對于成員資格測試、消除重復和數學運算非常有用。

創(chuàng)建一個集合

可以通過將列表傳遞給構造函數來從列表創(chuàng)建集合set()：

my_list = [1, 2, 3, 3, 4]
my_set = set(my_list) # {1, 2, 3, 4}

集合可以包含混合數據類型，例如字符串、布爾值等。

操作集合

可以在集合中添加和刪除元素。

numbers.add(5) 

numbers.remove(1)

集合運算

一些有用的集合運算包括：

union()- 返回兩個集合的并集
intersection()- 返回集合的交集
difference()- 返回集合之間的差異
symmetric_difference()- 返回對稱差值

集合示例

A = {1, 2, 3, 4}
B = {2, 3, 5, 6}

# Union - 合運算
print(A | B) 

# 交運算
print(A & B)

# 差運算
print(A - B)

# 對稱差運算
print(A ^ B)

第 5 步：列表、元組、字典和集合的比較

數據結構	是否有序	可變的	重復元素	用例
列表	是的	是的	是的	存儲序列
元組	是的	不	是的	存儲不可變序列
字典	不	是的	鍵：無值：是	存儲鍵值對
集合	不	是的	不	消除重復、會員測試