Python-数据结构

 

Python数据结构对我们写算法很有帮助，它主要有几种方式

一、Number(数字)

1、作用：用于储存数值

2、特征：数据类型不允许改变，也就是说如果改变Number数据类型的值将重新分配内存空间。

3、Python重要有四种数值类型：

1. 整型（int）：通常被称为是整型或整数，是正或负整数，不带小数点。

2. 长整型（long integers）:无限大小的整数，整数最后是一个大写或小写的L

3. 浮点数：浮点型由整数部分和小数部分组成，浮点型也可以使用科学计数法表示

4. 复数：复数由实数部分和虚数部分构成，可以用a+bj，或者complex(a,b)表示，复数的实部a和虚部b都是浮点型

 例如：

4、Python Number中的类型转换：

int(x [,base ])         将x转换为一个整数  
long(x [,base ])        将x转换为一个长整数  
float(x )               将x转换到一个浮点数  
complex(real [,imag ])  创建一个复数，即使虚部为0也要写上a+0j
str(x )                 将对象 x 转换为字符串  
repr(x )                将对象 x 转换为表达式字符串  
eval(str )              用来计算在字符串中的有效Python表达式,并返回一个对象  
tuple(s )               将序列 s 转换为一个元组  
list(s )                将序列 s 转换为一个列表  
chr(x )                 将一个整数转换为一个字符  
unichr(x )              将一个整数转换为Unicode字符  
ord(x )                 将一个字符转换为它的整数值  
hex(x )                 将一个整数转换为一个十六进制字符串  
oct(x )                 将一个整数转换为一个八进制字符串 

5、Python中math模块和cmath模块

• Python math 模块提供了许多对浮点数的数学运算函数。

• Python cmath 模块包含了一些用于复数运算的函数。

异同：cmath 模块的函数跟 math 模块函数基本一致，区别是 cmath 模块运算的是复数，math 模块运算的是数学运算。

模块：——>

import math

6、Python的一些数学函数：

函数	返回值 ( 描述 )
abs(x)	返回数字的绝对值，如abs(-10) 返回 10
ceil(x)	返回数字的上入整数，如math.ceil(4.1) 返回 5
cmp(x, y)	如果 x < y 返回 -1, 如果 x == y 返回 0, 如果 x > y 返回 1
exp(x)	返回e的x次幂(ex),如math.exp(1) 返回2.718281828459045
fabs(x)	返回数字的绝对值，如math.fabs(-10) 返回10.0
floor(x)	返回数字的下舍整数，如math.floor(4.9)返回 4
log(x)	如math.log(math.e)返回1.0,math.log(100,10)返回2.0
log10(x)	返回以10为基数的x的对数，如math.log10(100)返回 2.0
max(x1, x2,...)	返回给定参数的最大值，参数可以为序列。
min(x1, x2,...)	返回给定参数的最小值，参数可以为序列。
modf(x)	返回x的整数部分与小数部分，两部分的数值符号与x相同，整数部分以浮点型表示。
pow(x, y)	x**y 运算后的值。
round(x [,n])	返回浮点数x的四舍五入值，如给出n值，则代表舍入到小数点后的位数。
sqrt(x)	返回数字x的平方根

 

abs()和fabs()区别：

• abs()是一个内置函数，而fabs()在math模块中定义的。
• fabs()函数只适用于float和integer类型，而 abs() 也适用于复数。

 

7、Python随机数函数

有如下函数：

函数	描述
choice(seq)	从序列的元素中随机挑选一个元素，比如random.choice(range(10))，从0到9中随机挑选一个整数。
randrange ([start,] stop [,step])	从指定范围内，按指定基数递增的集合中获取一个随机数，基数缺省值为1
random()	随机生成下一个实数，它在[0,1)范围内。
seed([x])	改变随机数生成器的种子seed。如果你不了解其原理，你不必特别去设定seed，Python会帮你选择seed。
shuffle(lst)	将序列的所有元素随机排序
uniform(x, y)	随机生成下一个实数，它在[x,y]范围内。

 

8、Python三角函数：

函数	描述
acos(x)	返回x的反余弦弧度值。
asin(x)	返回x的反正弦弧度值。
atan(x)	返回x的反正切弧度值。
atan2(y, x)	返回给定的 X 及 Y 坐标值的反正切值。
cos(x)	返回x的弧度的余弦值。
hypot(x, y)	返回欧几里德范数 sqrt(x*x + y*y)。
sin(x)	返回的x弧度的正弦值。
tan(x)	返回x弧度的正切值。
degrees(x)	将弧度转换为角度,如degrees(math.pi/2) ， 返回90.0
radians(x)	将角度转换为弧度

 

 

二、Python字符串

Python不支持单字符类型，单字符在 Python 中也是作为一个字符串使用。

1、创建：

创建字符串很简单，只要为变量分配一个值即可，并将这个值用引号（单引号、双引号、三引号）引起来：（不过三引号一般用于跨行的字符串，这些字符串可以包含换行符、制表符以及其他特殊字符）

var1 = 'Hello World!'

2、访问：

使用方括号来截取字符串：

var1 = 'Hello World!'
var2 = 'Python Lalala'

print('var1[0]',var1[0])
print('var2[1:5]',var2[1:5]) #注意这里是冒号


输出：
var1[0] H
var2[1:5] ytho

3、格式化：

含义：将一个值插入到一个有字符串格式符 %s 的字符串中。

print('My name is %s and weight is %d KG!' %('lalala',25))


输出：
My name is lalala and weight is 25 KG!

格式化符号：

符   号	描述
%c	格式化字符及其ASCII码
%s	格式化字符串
%d	格式化整数
%u	格式化无符号整型
%o	格式化无符号八进制数
%x	格式化无符号十六进制数
%X	格式化无符号十六进制数（大写）
%f	格式化浮点数字，可指定小数点后的精度
%e	用科学计数法格式化浮点数
%E	作用同%e，用科学计数法格式化浮点数
%g	%f和%e的简写
%G	%f 和 %E 的简写
%p	用十六进制数格式化变量的地址

 

4、字符串运算符：

操作符	描述	实例
+	字符串连接	>>>a + b 'HelloPython'
*	重复输出字符串	>>>a * 2 'HelloHello'
[]	通过索引获取字符串中字符	>>>a[1] 'e'
[ : ]	截取字符串中的一部分	>>>a[1:4] 'ell'
in	成员运算符 - 如果字符串中包含给定的字符返回 True	>>>"H" in a True
not in	成员运算符 - 如果字符串中不包含给定的字符返回 True	>>>"M" not in a True
r/R	原始字符串 - 原始字符串：所有的字符串都是直接按照字面的意思来使用，没有转义特殊或不能打印的字符。 原始字符串除在字符串的第一个引号前加上字母"r"（可以大小写）以外，与普通字符串有着几乎完全相同的语法。	>>>print r'\n' \n >>> print R'\n' \n
%	格式字符串	请看上面的格式化

5、转义字符：

转义字符	描述
\(在行尾时)	续行符
\\	反斜杠符号
\'	单引号
\"	双引号
\a	响铃
\b	退格(Backspace)
\e	转义
\000	空
\n	换行
\v	纵向制表符
\t	横向制表符
\r	回车
\f	换页
\oyy	八进制数，yy代表的字符，例如：\o12代表换行
\xyy	十六进制数，yy代表的字符，例如：\x0a代表换行
\other	其它的字符以普通格式输出

6、字符串函数：

方法	描述
string.capitalize()	把字符串的第一个字符大写
string.center(width)	返回一个原字符串居中,并使用空格填充至长度 width 的新字符串
string.count(str, beg=0, end=len(string))	返回 str 在 string 里面出现的次数，如果 beg 或者 end 指定则返回指定范围内 str 出现的次数
string.expandtabs(tabsize=8)	把字符串 string 中的 tab 符号转为空格，tab 符号默认的空格数是 8。
string.find(str, beg=0, end=len(string))	检测 str 是否包含在 string 中，如果 beg 和 end 指定范围，则检查是否包含在指定范围内，如果是返回开始的索引值，否则返回-1
string.format()	格式化字符串
string.index(str, beg=0, end=len(string))	跟find()方法一样，只不过如果str不在 string中会报一个异常.
string.isalnum()	如果 string 至少有一个字符并且所有字符都是字母或数字则返 回 True,否则返回 False
string.isalpha()	如果 string 至少有一个字符并且所有字符都是字母则返回 True, 否则返回 False
string.isdecimal()	如果 string 只包含十进制数字则返回 True 否则返回 False.
string.isdigit()	如果 string 只包含数字则返回 True 否则返回 False.
string.islower()	如果 string 中包含至少一个区分大小写的字符，并且所有这些(区分大小写的)字符都是小写，则返回 True，否则返回 False
string.isnumeric()	如果 string 中只包含数字字符，则返回 True，否则返回 False
string.isspace()	如果 string 中只包含空格，则返回 True，否则返回 False.
string.istitle()	如果 string 是标题化的(见 title())则返回 True，否则返回 False
string.isupper()	如果 string 中包含至少一个区分大小写的字符，并且所有这些(区分大小写的)字符都是大写，则返回 True，否则返回 False
string.join(seq)	以 string 作为分隔符，将 seq 中所有的元素(的字符串表示)合并为一个新的字符串
string.ljust(width)	返回一个原字符串左对齐,并使用空格填充至长度 width 的新字符串
string.lower()	转换 string 中所有大写字符为小写.
string.lstrip()	截掉 string 左边的空格
max(str)	返回字符串 str 中最大的字母。
min(str)	返回字符串 str 中最小的字母。
string.partition(str)	有点像 find()和 split()的结合体,从 str 出现的第一个位置起,把 字 符 串 string 分 成 一 个 3 元 素 的 元 组 (string_pre_str,str,string_post_str),如果 string 中不包含str 则 string_pre_str == string.
string.replace(str1, str2,  num=string.count(str1))	把 string 中的 str1 替换成 str2,如果 num 指定，则替换不超过 num 次.
string.rfind(str, beg=0,end=len(string) )	类似于 find()函数，不过是从右边开始查找.
string.rindex( str, beg=0,end=len(string))	类似于 index()，不过是从右边开始.
string.rjust(width)	返回一个原字符串右对齐,并使用空格填充至长度 width 的新字符串
string.rpartition(str)	类似于 partition()函数,不过是从右边开始查找
string.rstrip()	删除 string 字符串末尾的空格.
string.splitlines([keepends])	按照行('\r', '\r\n', \n')分隔，返回一个包含各行作为元素的列表，如果参数 keepends 为 False，不包含换行符，如果为 True，则保留换行符。
string.startswith(obj, beg=0,end=len(string))	检查字符串是否是以 obj 开头，是则返回 True，否则返回 False。如果beg 和 end 指定值，则在指定范围内检查.
string.strip([obj])	在 string 上执行 lstrip()和 rstrip()
string.swapcase()	翻转 string 中的大小写
string.title()	返回"标题化"的 string,就是说所有单词都是以大写开始，其余字母均为小写(见 istitle())
string.translate(str, del="")	根据 str 给出的表(包含 256 个字符)转换 string 的字符, 要过滤掉的字符放到 del 参数中
string.upper()	转换 string 中的小写字母为大写
string.zfill(width)	返回长度为 width 的字符串，原字符串 string 右对齐，前面填充0

三、序列

序列是Python中最基本的数据结构，Python有6个序列的内置类型，但最常见的是列表和元组。

序列都可以进行的操作包括索引，切片，加，乘，检查成员。

 

四、列表：

1、特点：

• 列表是可变的序列，与元组区别（元组是不可变序列）；

• 列表的数据项可以具有不同的类型；

2、创建：

只要把都好分割的不同数据项使用方括号（中括号）括起来即可。如下：

list1 = ['physics', 'chemistry', 1997, 2000]
list2 = [1, 2, 3, 4, 5 ]
list3 = ["a", "b", "c", "d"]

3、访问：

• 索引 ：[头下标:尾下标]     （例如：list[0]），利用索引，我们就可以用切片：（比如：list[2:5]），注意：从左到右索引默认 0 开始，从右到左索引默认 -1 开始，下标可以为空表示取到头或尾（若头下标为空则表示取到头，反之则为取到尾）。

4、Python列表函数：

序号	函数
cmp(list1, list2)	比较两个列表的元素
len(list)	列表元素个数
max(list)	返回列表元素最大值
min(list)	返回列表元素最小值
list(seq)	将元组转换为列表
tuple(seq)	将列表转换为元组。

5、Python列表方法：

序号	方法
list.append(obj)	在列表末尾添加新的对象（一般追加一个元素）
list.count(obj)	统计某个元素在列表中出现的次数
list.extend(seq)	在列表末尾一次性追加另一个序列中的多个值（用新列表扩展原来的列表）
list.index(obj)	从列表中找出某个值第一个匹配项的索引位置
list.insert(index, obj)	将对象插入列表
list.pop([index=-1])	移除列表中的一个元素（默认最后一个元素），并且返回该元素的值
list.remove(obj)	移除列表中某个值的第一个匹配项
list.reverse()	反向列表中元素
list.sort(cmp=None, key=None, reverse=False)	对原列表进行排序

注意：remove()与del与pop()的区别：

a=[1,2,3,4,5,6,2]
a.remove(a[5])
print(a)

输出：
[1, 2, 3, 4, 5, 2]

 remove:移除列表中某个值的第一个匹配项。所以remove(a)中a必定是列表中的一个值。

a=[1,2,3,5,4,2,6]
del(a[5])
print(a)

输出：[1, 2, 3, 5, 4, 6]

del 删除是按索引来的，索引起始位置为 0。pop()也是一样，但pop()有默认方法，就是删除最后一个元素。

这里再介绍一种清空列表中的多项空值：

test = ['a','','b','','c','','']
test = [i for i in test if i != '']

print(test)

那这题呢？
m=[4,5,6,73,4,4,4,4,2]，删除2，删除所有的4

六、元组

1、元组也是属于序列的一种，但它与列表有区别：

1. 元组使用小括号，列表使用方括号

2. 元组不可变，列表可变

2、创建元组：

tup1 = ('physics', 'chemistry', 1997, 2000)
tup2 = (1, 2, 3, 4, 5 )
tup3 = "a", "b", "c", "d"

当元组只包含一个元素时，需要在第一个元素后面加上逗号。例如：

tup = (50,)

若有任意无符号的对象，以逗号隔开，默认为元组。例如：

print 'abc', -4.24e93, 18+6.6j, 'xyz'
x, y = 1, 2
print "Value of x , y : ", x,y

3、修改元组：

元组中序列中不可变的，但我们依然可以修改元组，利用元组的算术运算（元组符合序列的算术运算），比如元组的组合，也就是说我们可以利用元组的截取将元组重组或增加（但不是相减）。例如：

tup1 = (12, 34.56)
tup2 = ('abc', 'xyz')

# 创建一个新的元组
tup3 = tup1 + tup2
print tup3

输出：
(12, 34.56, 'abc', 'xyz')

元组中的元素不允许删除，但可以用del删除整个语句，还可以修改二级后的元组、列表或字典。例如：

tu = ("alex", [11, 22, {"k1": 'v1', "k2": ["age", "name"], "k3": (11,22,33)}, 44])
tu[1][2]["k2"].append("seven")
print(tu[1][2]["k2"])

 

七、字典

1、含义：

字典是另一种可变容器模型，且可储存任意类型对象。字典的每一个键值对用冒号分割，每个键值对之间用逗号分隔，整个字典在花括号{}中，格式如下：

dict = {key1 : value1, key2 : value2 }

注意：

• 键一般是唯一的，如果出现重复，那么最后的一个键值对会替换前面的。但值不需要唯一。
• 值可以取任何数据类型，但键必须是不可变的，如字符串，数字或元组，列表就不行。

2、访问：

把键放入方括号。（若用字典里没有的键访问数据，会输出错误）例如：

dict = {'Name': 'Zara', 'Age': 7, 'Class': 'First'}
 
print "dict['Name']: ", dict['Name']
print "dict['Age']: ", dict['Age']

3、修改字典：

向字典添加新内容的方法是增加新的键/值对，修改或删除已有键/值对。（注意这里跟访问的区别）

dict = {'Name': 'Zara', 'Age': 7, 'Class': 'First'}
 
dict['Age'] = 8 # 更新
dict['School'] = "RUNOOB" # 添加
 
 
print "dict['Age']: ", dict['Age']
print "dict['School']: ", dict['School']

4、删除字典元素：

能删单一的元素也能清空字典，清空只需一项操作。

dict = {'Name': 'Zara', 'Age': 7, 'Class': 'First'}
 
del dict['Name']  # 删除键是'Name'的条目
dict.clear()      # 清空词典所有条目
del dict          # 删除词典，删除后的字典不存在，之后便不能访问它

5、字典内置方法：

序号	函数及描述
dict.clear()	删除字典内所有元素
dict.copy()	返回一个字典的浅复制
dict.fromkeys(seq[, val])	创建一个新字典，以序列 seq 中元素做字典的键，val 为字典所有键对应的初始值
dict.get(key, default=None)	返回指定键的值，如果值不在字典中返回default值，可比较访问中的中括号方法
dict.has_key(key)	如果键在字典dict里返回true，否则返回false，可以用 in 和 not in 替代
dict.items()	以列表返回可遍历的(键, 值) 元组数组
dict.keys()	以列表返回一个字典所有的键
dict.setdefault(key, default=None)	和get()类似, 但如果键不存在于字典中，将会添加键并将值设为default
dict.update(dict2)	把字典dict2的键/值对更新到dict里
dict.values()	以列表返回字典中的所有值
pop(key[,default])	删除字典给定键 key 所对应的值，返回值为被删除的值。key值必须给出。 否则，返回default值。
popitem()	随机返回并删除字典中的一对键和值。

6、字典内置函数：

序号	函数及描述
cmp(dict1, dict2)	比较两个字典元素。
len(dict)	计算字典元素个数，即键的总数。
str(dict)	输出字典可打印的字符串表示。
type(variable)	返回输入的变量类型，如果变量是字典就返回字典类型。