数据结构与算法（Python）

数据结构与算法（Python）

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常见的内置数据结构和算法

数据结构/算法	语言内置	内置库
线性结构	list/tuple	array/collections.namedtuple
链式结构		collections.deque
字典结构	dict	collections.Counter/OrderdDict
集合结构	set/frozenset
排序算法	sorted
二分算法		bisect模块
堆算法		heapq模块
缓存算法		functools.lru_cache

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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Collections模块

• namedtuple() --可以创建包含名称的tuple；可以很方便地定义一种数据类型，它具备元组的不变性，又可以根据属性来引用
• deque --类似于list的容器，可以快速的在队列头部和尾部添加、删除元素；
• Counter() --dict的子类，计数器，主要用来计数;例如统计字符出现的个数
• OrderdDict() -dict的子类，可以记住元素的添加顺序；
• defaultDict() -dict的子类，可以调用提供默认值的函数；

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Python dict底层结构 (哈希表)

• 为了支持快速查找使用了哈希作为底层结构
• 哈希的平均查找时间复杂度O(1)
• Cpython解释器使用二次探查解决哈希冲突问题

Python list与tuple的区别

• 都是线性结构，支持下标访问
• list是可变对象，tuple保存对象的引用不可变
• list不能作为字典的key,tupe可以（可变对象不可哈希）

什么是Lru_Cache？　

• Least-Recently-Used 替换掉最近最少使用的对象

• 缓存剔除策略，当缓存空间不够用的时候需要一种方式剔除key
• 常见的有LRU，LFU等
• LRU通过使用一个循环双端队列不断把最新的key放在表头实现

如何实现LruCache?

• 字典用来缓存，循环双端列表用来记录访问顺序
• 利用Python内置的dict +collections.OrderdDict实现
• dict用来当做k/v键值对的缓存
• OrderedDict用来实现更新最近访问的key　　

• """
  缓存剔除策略-LruCache
  """
  
  from collections import OrderedDict
  
  
  class LruCache(object):
      """
      当缓存空间不够用的时候，替换掉最近最少使用的对象
      """
      def __init__(self, capacity=8):
          self.od = OrderedDict()
          self.capacity = capacity
  
      def get(self, key):
          if key in self.od:
              val = self.od[key]
              self.od.move_to_end(key)  # 每次访问更新最新访问的key
              return val
          return -1
  
      def put(self, key, value):
          if key in self.od: # 更新k/v
              del self.od[key]
              self.od[key] = value # 更新key到表头
          else:  # insert
              self.od[key] = value
              if len(self.od) > self.capacity:  # 判断容量是否满了
                  self.od.popitem(last=False)
  
  
  def test():
  
      lru = LruCache()
      assert lru.get(1) == -1
      for idx, i in enumerate(range(8)):
          lru.put(idx, i)
  
      assert lru.get(2) == 2
      assert lru.get(7) == 7
      assert lru.get(0) == 0
  
      lru.put(9, 6)
      assert lru.get(9) == 6