Python数据结构

数据结构：

　　从计算机存储，组织数据的结构

四种常用的数据结构：
　　1.列表（List）

　　2.元组（Tuple）

　　3.字典（Dictionary）

　　4.集合（Set）

1.列表List（最基础也是最简单的数据结构）

　　列表中有两种索引方式：

　　　　正序索引（第一个元素索引下标为0开始）和倒序索引（最后一个元素索引下标为-1）

　　列表中可以存储任何类型的数据：

　　　　例：变量名 =  ["元素1","元素2"..]

　　列表范围取值：

　　　　变量名 = [起始索引 : 结束索引]　　需要注意在Python中列表取值范围是“左闭右开”（最右边的索引指向的数值不取）

　　列表的index函数：

　　　　用于获取指定元素的索引值，但是只能返回遇到的第一个元素。例：List.index("张三")。在这里如果要获取所有相同元素的索引值，需要变量列表。

　　列表的遍历（for循环）：

　　　　for...in... 语句：　　其中in是成员运算符,用于判断数据是否存在列表中，存在返回true,否则为flase

　　　　　　for 迭代变量 in 可迭代对象：

　　　　　　　　循环体（要记得缩进）

　　获取列表的长度：

　　　　len(列表名)函数

　　解决完善上面提出的问题：

　　　　　　perosn = ["张三" , "李四" , "王五" , "赵六" , "王五"]
　　　　　　i= 0 #正序
　　　　　　count = len(perosn) #长度
　　　　　　for p in perosn:
   　　　　　　 ri = count * -1 + i #倒序
    　　　　　　if p == "王五":
       　　　　 print(p ,i ,ri)
   　　　　　　 i+=1

　　列表的翻转与排序：

　　　　翻转：列表名.reserve()函数

　　　　排序：列表名.sort()函数 默认升序排列　　列表名.sort(reserve = true) 降序排序

　　列表的增，删，改：

　　　　list.append(新元素)　　在列表末端追加新元素

　　　　list.insert(索引，新元素)　　在指定索引插入新元素

　　　　list[索引] = 新值　　　更新指定索引位置数据

　　　　list[起始索引：结束索引] = 新列表　　更新指定范围数据

　　　　list.remove(元素)　　删除指定元素

　　　　list.pop(索引)　　按索引删除指定元素

　　　　list[起始索引：结束索引] = []　　大范围删除元素

　　其他常用函数：

　　　　list.count()　　统计元素出现次数

　　　　list.extend()　　扩展列表　　注：append将整个列表追加到末尾，extend则是将列表中的元素最加到原始列表末尾

　　　　list.copy()　　用于复制列表

　　　　list。clear()　　用于清空列表

　　　　身份运算符 is 用于判断两个变量是否指向同一个内存区域

　　列表小demo　——>　移步到Python数据结构demo

　　列表存储数据的缺陷：列表在表达结构化数据（指有明确属性，明确表示规则的数据）时语义不明确

 

2.字典Dictionary（适合表达结构化数据，是Python中内置的数据结构）

　　字典采用key:value的形式表达数据。key不允许重复。

　　字典的创建方式有两种:
　　　　1.{}　　2.dict函数　　例：dict1 = {'name' : 'cia鸟','age' : '22'}　　dict2(name = 'cia鸟', age = '22')

　　　　fromkeys函数　—>　初始化字典value值　　例：dict.fromkeys(['name','age','weight'],'N/A')

　　字典的取值操作：

　　　　1.字典名['key']直接获取　　2.使用get函数获取

　　　　get函数　—>　提供生成不存在的key值的方法并可以为其赋值　例：dict.get('salary','8000')

　　遍历字典：
　　　　1.for key in 字典名:

　　　　2.for k,v in 字典名.items():

　　字典的更新和删除：
　　　　update函数　—>　字典名.update(key = new value)

　　　　字典的新增操作和更新操作完全相同，秉承有则更新，无则新增原则

　　　　删除操作：1.pop函数　—>　删除指定的kv　　2.popitem函数　—>　删除最后一个kv　　3.clear函数　—>　清空字典

　　　　　　　　　例：字典名.pop(key)

　　字典的常用操作：

　　　　1.setdefault()函数　—>　为字典设置默认值，如果key已存在则忽略，否则设置

　　　　2.获取字典的视图　　keys()/values()/items()

　　字典格式化字符串：
　　　　1.老版本格式化方法：str = "姓名:%(name)s,年龄:%(age)s"%(字典名)

　　　　2.新版本格式化方法3.0以上：str = "姓名:{name},年龄:{age}".format_map(字典名)

　　散列值（hash）和字典的存储原理：

　　　　字典也称为“哈希”，对应“散列值”，散列值是从任何一种数据中创建数字的指纹。Python中提供了hash()函数生成散列值。

　　　　数字的散列值是本身。key 转换—> hash() 存储—> 内存地址/value

　　字典小demo　——>　移步到Python数据结构demo

 

3.元组Tuple（“不可变”的列表）

　　元组使用小括号，列表使用大括号

　　元组只认括号内有没有逗号，有则为元组，没有则为算数优先级运算符

　　元组的读与写：
　　　　1.元组的读取方式与列表基本相同　　2.元组的元素在创建后不允许修改，若元组内持有列表，那么列表的内容是允许被修改的　　3.元组允许使用“元组运算符”来创建新元组

　　元组的创建：

　　　　例：tup = ('a','b',1,2,3)

　　元组运算符（元组运算符同样适用于列表）：
　　　　运用运算符简化元组的操作

　　　　例：tup = (1,2,3) + (4,5,6)　　输出(1,2,3,4,5,6）

　　　　　　tup = ('cia','niao')*2　　输出('cia','niao','cia','niao')

　　注：如果元组只有一个元素时，必须在这个元素后面增加一个逗号说明这是一个元组

　　　　例：t = (10，)　—>　为只有一个元素的元组

　　　　　　t = (10)　—>　不是一个元组，括号只表示算数优先级

　　列表和元组的区别：

列表	元组
内容允许扩展	内容不可变
内存存储动态变化	创建后固定不变
效率较低	效率最高
运行时数据变更使用	用于保存稳定不变的数据
保存天气数据，股市数据	保存国家名，元素周期表

补充：

　　序列（不是某一种数据类型，是一类数据结构的统称）：

　　　　1.序列中的元素顺序按添加顺序排列　　2.序列中的数据通过“索引”进行获取

　　序列包含常用数据结构：

　　　　字符串str　　列表list　　元组tuple　　数字序列range

　　数字序列range：

　　　　1.range内容不可变　　2.使用range()函数创建　　3.语法：r = range(0,100) #产生0~99数字序列，左闭右开　　4.range的第三参数可以选择使用，为步长即间距

 　　利用range遍历序列list：
　　　　for i in range(0,len(list)): print(list[i])

　　使用range列出斐波那契数列　—>　移步到Python数据结构demo

　　序列类型的互相转换：
　　　　list() - 转换为列表　　tuple() - 转换为元组　　join(),str() - 转换为字符串

l1 = ['a', 'b', 'c']
t1 = ('d', 'e', 'f')
s1 = 'abc123'
s2 = 'abc,123'
r1 = range(1, 40)
# list() - 转换为列表
l2 = list(t1)
print(l2)
print(list(s1))
print(s2.split(","))
print(list(r1))

# tuple() - 转换为元组
print(tuple(l1))
print(tuple(s1))
print(tuple(s2.split(",")))
print(tuple(r1))

# str函数用于将单个数据转为字符串 join对列表进行连接
print(str(l1))
print(",".join(l1))
print("|".join(t1)) #join必须要求所有元素都是字符串
s3 = "" #将包含数字的序列输出
for i in r1:
s3 += str(i)
print(s3)

 

4.集合Set（可以看做没有value的字典）

　　集合的特点：

　　　　1.集合元素是无序的　　2.集合元素不能重复　　3.集合是可变的　　4.集合允许数学运算　　5.集合是分散存储的

　　集合存储原理（集合存储效率高，但是浪费内存空间）：

　　　　集合(转换)　—>　hash()(存储)　—>　　内存地址/数据

　　集合的创建：

　　　　1.使用{}直接创建　　2.使用set函数从其他数据类型转换

　　　例：set = {“CIA”,“鸟”}　　set([“CIA”,“鸟”])

　　　　使用set创建字符串集合 例：set("一只cia鸟")　—>　{无序输出字符集}

　　空字符的创建：
　　　　college = {}　—>　创建的是字典

　　　　需要加上 college = set() 进行转换　—>　创建集合　

　　集合的数学运算：
　　　　交集intersection() / intersection_update()，并集union()，差集difference() / difference_update() / symmetric_difference() 双向差集

　　　　子集issubset()，父集issuperset()，isdisjoint()判断是否存在重复元素　　　　用法：a.方法名(b)

　　集合的遍历：

　　　　for i in set:

　　判断元素存在：

　　　　in运算符，集合不支持按索引查找数据（无序）

　　集合的增，删，改：

　　　　1.增　add()一次添加一个　　update()一次添加多个

　　　　2.删　remove()不存在会报错　　discard()不存在则忽略删除操作

　　　　3.改　更新需要先将原有的数据删除再添加，比较麻烦

常用生成式：

　　生成式中可以写多个循环和判断的语句
　　　　1.列表生成式　　例：list = [i*10 for i in range(0,10) if i%2 == 0]　　等价于 list=[]　for i in range(0,10)　if i%2==0　list.append(i*10)

　　　　2.字典生成式　　例：lsit = ["一只","CIA鸟"]　dict = {i:list[i] for i in range(0,len(list))}

　　　　3.集合生成式　　例：set = {i for i in range(1,4)}