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Python常见数据结构整理

2020年02月10日 操作系统 ⁄ 共 6762字 ⁄ 字号 评论关闭
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Python中常见的数据结构可以统称为容器(container)。序列(如列表和元组)、映射(如字典)以及集合(set)是三类主要的容器。

一、序列(列表、元组和字符串)

序列中的每个元素都有自己的编号。Python中有6种内建的序列。其中列表和元组是最常见的类型。其他包括字符串、Unicode字符串、buffer对象和xrange对象。下面重点介绍下列表、元组和字符串。

1、列表

列表是可变的,这是它区别于字符串和元组的最重要的特点,一句话概括即:列表可以修改,而字符串和元组不能。

(1)、创建

通过下面的方式即可创建一个列表:

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list1=['hello','world']

printlist1

list2=[1,2,3]

printlist2

输出:['hello', 'world'][1, 2, 3]

可以看到,这中创建方式非常类似于Javascript中的数组。

(2)、list函数

通过list函数(其实list是一种类型而不是函数)对字符串创建列表非常有效:

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list3=list("hello")

printlist3

输出:

['h', 'e', 'l', 'l', 'o']

2、元组

元组与列表一样,也是一种序列,唯一不同的是元组不能被修改(字符串其实也有这种特点)。

(1)、创建

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t1=1,2,3

t2="jeffreyzhao","cnblogs"

t3=(1,2,3,4)

t4=()

t5=(1,)

printt1,t2,t3,t4,t5

输出:

(1, 2, 3) ('jeffreyzhao', 'cnblogs') (1, 2, 3, 4) () (1,)

从上面我们可以分析得出:

a、逗号分隔一些值,元组自动创建完成;

b、元组大部分时候是通过圆括号括起来的;

c、空元组可以用没有包含内容的圆括号来表示;

d、只含一个值的元组,必须加个逗号(,);

(2)、tuple函数

tuple函数和序列的list函数几乎一样:以一个序列(注意是序列)作为参数并把它转换为元组。如果参数就算元组,那么该参数就会原样返回:

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t1=tuple([1,2,3])

t2=tuple("jeff")

t3=tuple((1,2,3))

printt1

printt2

printt3

t4=tuple(123)

printt45

输出:

(1, 2, 3)('j', 'e', 'f', 'f')(1, 2, 3)

Traceback (most recent call last): File "F:\Python\test.py", line 7, in <module> t4=tuple(123)TypeError: 'int' object is not iterable

3、字符串

(1)创建

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str1='Hello world'

printstr1

printstr1[0]

forc instr1:

printc

输出:Hello worldHHelloworld

(2)格式化

字符串格式化使用字符串格式化操作符即百分号%来实现。

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str1='Hello,%s'%'world.'

printstr1

格式化操作符的右操作数可以是任何东西,如果是元组或者映射类型(如字典),那么字符串格式化将会有所不同。

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strs=('Hello','world') #元组

str1='%s,%s'%strs

printstr1

d={'h':'Hello','w':'World'} #字典

str1='%(h)s,%(w)s'%d

printstr1

输出:

Hello,worldHello,World

注意:如果需要转换的元组作为转换表达式的一部分存在,那么必须将它用圆括号括起来:

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str1='%s,%s'%'Hello','world'

printstr1

输出:

Traceback (most recent call last): File "F:\Python\test.py", line 2, in <module> str1='%s,%s' % 'Hello','world'TypeError: not enough arguments for format string

如果需要输出%这个特殊字符,毫无疑问,我们会想到转义,但是Python中正确的处理方式如下:

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str1='%s%%'%100

printstr1

输出:100%

对数字进行格式化处理,通常需要控制输出的宽度和精度:

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frommath importpi

str1='%.2f'%pi #精度2

printstr1

str1='%10f'%pi #字段宽10

printstr1

str1='%10.2f'%pi #字段宽10,精度2

printstr1

输出:

3.14 3.141593 3.14

字符串格式化还包含很多其他丰富的转换类型,可参考官方文档。

Python中在string模块还提供另外一种格式化值的方法:模板字符串。它的工作方式类似于很多UNIX Shell里的变量替换,如下所示:

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fromstring importTemplate

str1=Template('$x,$y!')

str1=str1.substitute(x='Hello',y='world')

printstr1

输出:

Hello,world!

如果替换字段是单词的一部分,那么参数名称就必须用括号括起来,从而准确指明结尾:

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fromstring importTemplate

str1=Template('Hello,w${x}d!')

str1=str1.substitute(x='orl')

printstr1

输出:

Hello,world!

如要输出符,可以使用符,可以使用$输出:

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fromstring importTemplate

str1=Template('$x$$')

str1=str1.substitute(x='100')

printstr1

输出:100$

除了关键字参数之外,模板字符串还可以使用字典变量提供键值对进行格式化:

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fromstring importTemplate

d={'h':'Hello','w':'world'}

str1=Template('$h,$w!')

str1=str1.substitute(d)

printstr1

输出:

Hello,world!

除了格式化之外,Python字符串还内置了很多实用方法,可参考官方文档,这里不再列举。

4、通用序列操作(方法)

从列表、元组以及字符串可以“抽象”出序列的一些公共通用方法(不是你想像中的CRUD),这些操作包括:索引(indexing)、分片(sliceing)、加(adding)、乘(multiplying)以及检查某个元素是否属于序列的成员。除此之外,还有计算序列长度、最大最小元素等内置函数。

(1)索引

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str1='Hello'

nums=[1,2,3,4]

t1=(123,234,345)

printstr1[0]

printnums[1]

printt1[2]

输出

H2345

索引从0(从左向右)开始,所有序列可通过这种方式进行索引。神奇的是,索引可以从最后一个位置(从右向左)开始,编号是-1:

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str1='Hello'

nums=[1,2,3,4]

t1=(123,234,345)

printstr1[-1]

printnums[-2]

printt1[-3]

输出:

o3123

(2)分片

分片操作用来访问一定范围内的元素。分片通过冒号相隔的两个索引来实现:

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nums=range(10)

printnums

printnums[1:5]

printnums[6:10]

printnums[1:]

printnums[-3:-1]

printnums[-3:] #包括序列结尾的元素,置空最后一个索引

printnums[:] #复制整个序列

输出:

[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9][1, 2, 3, 4][6, 7, 8, 9][1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9][7, 8][7, 8, 9]

不同的步长,有不同的输出:

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nums=range(10)

printnums

printnums[0:10] #默认步长为1 等价于nums[1:5:1]

printnums[0:10:2] #步长为2

printnums[0:10:3] #步长为3

##print nums[0:10:0] #步长为0

printnums[0:10:-2] #步长为-2

输出:

[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9][0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9][0, 2, 4, 6, 8][0, 3, 6, 9][]

(3)序列相加

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str1='Hello'

str2=' world'

printstr1+str2

num1=[1,2,3]

num2=[2,3,4]

printnum1+num2

printstr1+num1

输出:

Hello world[1, 2, 3, 2, 3, 4]

Traceback (most recent call last): File "F:\Python\test.py", line 7, in <module> print str1+num1TypeError: cannot concatenate 'str' and 'list' objects

(4)乘法

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print[None]*10

str1='Hello'

printstr1*2

num1=[1,2]

printnum1*2

printstr1*num1

输出:

[None, None, None, None, None, None, None, None, None, None]

HelloHello[1, 2, 1, 2]

Traceback (most recent call last): File "F:\Python\test.py", line 5, in <module> print str1*num1TypeError: can't multiply sequence by non-int of type 'list'

(5)成员资格

in运算符会用来检查一个对象是否为某个序列(或者其他类型)的成员(即元素):

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str1='Hello'

print'h'instr1

print'H'instr1

num1=[1,2]

print1innum1

输出:

FalseTrueTrue

(6)长度、最大最小值

通过内建函数len、max和min可以返回序列中所包含元素的数量、最大和最小元素。

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str1='Hello'

printlen(str1)

printmax(str1)

printmin(str1)

num1=[1,2,1,4,123]

printlen(num1)

printmax(num1)

printmin(num1)

输出:

5oH51231

二、映射(字典)

映射中的每个元素都有一个名字,如你所知,这个名字专业的名称叫键。字典(也叫散列表)是Python中唯一内建的映射类型。

1、键类型

字典的键可以是数字、字符串或者是元组,键必须唯一。在Python中,数字、字符串和元组都被设计成不可变类型,而常见的列表以及集合(set)都是可变的,所以列表和集合不能作为字典的键。键可以为任何不可变类型,这正是Python中的字典最强大的地方。

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list1=["hello,world"]

set1=set([123])

d={}

d[1]=1

printd

d[list1]="Hello world."

d[set1]=123

printd

输出:

{1: 1}

Traceback (most recent call last): File "F:\Python\test.py", line 6, in <module> d[list1]="Hello world."TypeError: unhashable type: 'list'

2、自动添加

即使键在字典中并不存在,也可以为它分配一个值,这样字典就会建立新的项。

3、成员资格

表达式item in d(d为字典)查找的是键(containskey),而不是值(containsvalue)。

Python字典强大之处还包括内置了很多常用操作方法,可参考官方文档,这里不再列举。

思考:根据我们使用强类型语言的经验,比如C#和Java,我们肯定会问Python中的字典是线程安全的吗?

三、集合

集合(Set)在Python 2.3引入,通常使用较新版Python可直接创建,如下所示:

strs=set(['jeff','wong','cnblogs'])nums=set(range(10))

看上去,集合就是由序列(或者其他可迭代的对象)构建的。集合的几个重要特点和方法如下:

1、副本是被忽略的

集合主要用于检查成员资格,因此副本是被忽略的,如下示例所示,输出的集合内容是一样的。

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set1=set([0,1,2,3,0,1,2,3,4,5])

printset1

set2=set([0,1,2,3,4,5])

printset2

输出如下:

set([0, 1, 2, 3, 4, 5])set([0, 1, 2, 3, 4, 5])

2、集合元素的顺序是随意的

这一点和字典非常像,可以简单理解集合为没有value的字典。

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strs=set(['jeff','wong','cnblogs'])

printstrs

输出如下:

set(['wong', 'cnblogs', 'jeff'])

3、集合常用方法

a、交集union

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set1=set([1,2,3])

set2=set([2,3,4])

set3=set1.union(set2)

printset1

printset2

printset3

输出:

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

union操作返回两个集合的并集,不改变原有集合。使用按位与(OR)运算符“|”可以得到一样的结果:

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set1=set([1,2,3])

set2=set([2,3,4])

set3=set1|set2

printset1

printset2

printset3

输出和上面union操作一模一样的结果。

其他常见操作包括&(交集),<=,>=,-,copy()等等,这里不再列举。

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set1=set([1,2,3])

set2=set([2,3,4])

set3=set1&set2

printset1

printset2

printset3

printset3.issubset(set1)

set4=set1.copy()

printset4

printset4 isset1

输出如下:

set([1, 2, 3])set([2, 3, 4])set([2, 3])Trueset([1, 2, 3])False

b、add和remove

和序列添加和移除的方法非常类似,可参考官方文档:

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set1=set([1])

printset1

set1.add(2)

printset1

set1.remove(2)

printset1

printset1

print29inset1

set1.remove(29) #移除不存在的项

输出:

set([1])set([1, 2])set([1])set([1])False

Traceback (most recent call last): File "F:\Python\test.py", line 9, in <module> set1.remove(29) #移除不存在的项KeyError: 29

4、frozenset

集合是可变的,所以不能用做字典的键。集合本身只能包含不可变值,所以也就不能包含其他集合:

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set1=set([1])

set2=set([2])

set1.add(set2)

输出如下:

Traceback (most recent call last): File "F:\Python\test.py", line 3, in <module> set1.add(set2)TypeError: unhashable type: 'set'

可以使用frozenset类型用于代表不可变(可散列)的集合:

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set1=set([1])

set2=set([2])

set1.add(frozenset(set2))

printset1

输出:

set([1, frozenset([2])])

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以上就上有关Python常见数据结构整理的相关介绍,要了解更多Python常见数据结构,Python数据结构,Python常见数据结构整理,编程,Linux编程,Linux Shell,Android,Android教程,JAVA,C语言,Python,HTML5内容请登录学步园。

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