4.python入门-数据结构

简单数据类型

• 整型<class 'int'>
• 浮点型<class 'float'>
• 布尔型<class 'bool'>

容器数据类型
字符串、元组、列表属于序列类型 ，有通用的序列方法函数 。字典是 Python 唯一的一个 映射类型。

• 字符串<class 'str'> 不可变的文本
• 元组<class 'tuple'> 有序、不可变的容器。
• 列表<class 'list'> 有序、可变的容器。
• 集合<class 'set'> 无序 、可变、不可重复的容器。
• 字典<class 'dict'> 无序、可变、键值对形式，键不重复的容器。
• 双端队列 collections.deque，有序可变。

４.1 字符串"str"

字符串是一种内置的数据类型，但可以通过将它们作为字符数组来处理，从而实现许多常见的算法和数据结构操作。例如，在字符串上执行搜索、排序和逆转等操作都可以使用常用的算法和数据结构方法来实现。

1. 字符串的定义

字符串是不可变的文本类数据

• Python 中字符串被定义为引号之间的字符集合。
• Python 支持使用成对的 单引号 或 双引号。

t1 = 'i love Python!'
print(t1, type(t1))
# i love Python! <class 'str'>

t2 = "I love Python!"
print(t2, type(t2))
# I love Python! <class 'str'>

print(5 + 8)  # 13
print('5' + '8')  # 58

• Python 的常用转义字符

转义字符	描述
\\	反斜杠符号
\'	单引号
\"	双引号
\n	换行
\t	横向制表符(TAB)
\r	回车

【例子】如果字符串中需要出现单引号或双引号，可以使用转义符号\对字符串中的符号进行转义。

print('let\'s go')  # let's go
print("let's go")  # let's go
print('C:\\now')  # C:\now
print("C:\\Program Files\\Intel\\Wifi\\Help")
# C:\Program Files\Intel\Wifi\Help

【例子】原始字符串只需要在字符串前边加一个英文字母 r 即可。

print(r'C:\Program Files\Intel\Wifi\Help')  
# C:\Program Files\Intel\Wifi\Help

【例子】三引号允许一个字符串跨多行，字符串中可以包含换行符、制表符以及其他特殊字符。

para_str = """这是一个多行字符串的实例
多行字符串可以使用制表符
TAB ( \t )。
也可以使用换行符 [ \n ]。
"""
print(para_str)
# 这是一个多行字符串的实例
# 多行字符串可以使用制表符
# TAB (    )。
# 也可以使用换行符 [
#  ]。

para_str = '''这是一个多行字符串的实例
多行字符串可以使用制表符
TAB ( \t )。
也可以使用换行符 [ \n ]。
'''
print(para_str)
# 这是一个多行字符串的实例
# 多行字符串可以使用制表符
# TAB ( 	 )。
# 也可以使用换行符 [ 
#  ]。

2. 字符串的公共方法

－公共方法相加拼接，乘整型重复，len，del，max，min， in ，range，enumerate，

print("d"+"d","d"*3) # dd ddd

a = 'wo在学5、学7' #标点算一位，英文字母和一个汉字都算一位

len(a)  #8，
min(a)  # 5  数字比汉字靠前
max(a)  # 学  拼音首字母

v1 = 5
v1 = str(v1) # '5' 
v1 in a   #True 

for i in a:
    print(i)  # 单个循环打印

for  i,k  in enumerate(a):
    print(i,k)   #从0开始，第5位的数字5的索引是4，第8位的数字7索引是7。

for  i  in range(len(a)): 
    print(i,a[i])  

2. 字符串的切片与拼接

• 类似于元组具有不可修改性
• 从 0 开始 (和 Java 一样)
• 切片通常写成 start:end 这种形式，包括「start 索引」对应的元素，不包括「end索引」对应的元素。
• 索引值可正可负，正索引从 0 开始，从左往右；负索引从 -1 开始，从右往左。使用负数索引时，会从最后一个元素开始计数。最后一个元素的位置编号是 -1。

a = 'wo在学5、学7' #标点算一位，英文字母和一个汉字都算一位
# 索引取值，不能修改
print(a[0])      # w
print(a[-3])     # 、
print(a[7])      # 7

# 切片取值  语法：序列[开始位置下标：结束位置下标：步长]
a = 'wo在学5、学7'
print(a[0:4]) # 左闭右开，取 0、1、2、3
print(a[:4:2]) #省略起始值，默认从0开始。 2是步长，取0,2，
print(a[-4::2]) # 省略结束值，默认到最后。-4倒数第4个开始，7-4+1=4，从4开始取4,6
print(a[::3]) # 都省略就是0-7全部， 步长为3，取0,3,6
print(a[7:0:-3]) # 步长为负时，从开始位置倒数取值，-3就是取7,4,1。
print(a[::-1]) #倒过来

3. 字符串的常用内置方法

• startswith，endswith，isdecimal，
• endswith(suffix, beg=0, end=len(string)) 检查字符串是否以指定子字符串 suffix 结束，如果是，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。
• startswith(substr, beg=0,end=len(string)) 检查字符串是否以指定子字符串 substr 开头，如果是，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。
• isnumeric() 如果字符串中只包含数字字符，则返回 True，否则返回 False。
• find(str, beg=0, end=len(string)) 检测 str 是否包含在字符串中，如果指定范围 beg 和 end，则检查是否包含在指定范围内，如果包含，返回开始的索引值，否则返回 -1。
• rfind(str, beg=0,end=len(string)) 类似于 find() 函数，不过是从右边开始查找。
• 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。

str1 = "字符串独有功能"
a = 'wo在学5、学7' 

# 变量名.startswith（子串，开始位置下标，结束位置下标）  返回  True 或 False   
print(a.startswith('w'))    #是否以子串开头
print(a.endswith('5') )     #结尾
print(a.endswith('5',0,5) ) 

v1 = '5'
v1.isdecimal() # 判断十进制数  ① 会被isdigit()判定为数字


str2 = "DAXIExiaoxie"
print(str2.find('xi'))  # 5
print(str2.find('ix'))  # -1
print(str2.rfind('xi'))  # 9


str3 = '12345'
print(str3.isnumeric())  # True
str3 += 'a'
print(str3.isnumeric())  # False

str2 = "DAXIExiaoxie"
print(str2.count('xi'))  # 2

• lstrip([chars]) 截掉字符串左边的空格或指定字符。
• rstrip([chars]) 删除字符串末尾的空格或指定字符。
• strip([chars]) 在字符串上执行lstrip()和rstrip()。
• split(str="", num) 不带参数默认是以空格为分隔符切片字符串，如果num参数有设置，则仅分隔num个子字符串，返回切片后的子字符串拼接的列表。
• join将一个可迭代对象中的元素以指定的字符串作为分隔符连接成一个字符串。
• 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。
• partition(sub) 找到子字符串sub，把字符串分为一个三元组(pre_sub,sub,fol_sub)，如果字符串中不包含sub则返回('原字符串','','')。
• rpartition(sub)类似于partition()方法，不过是从右边开始查找。

str2 = "  哥，H e ll o啊，树哥 "
print(str2.strip()) # 去掉两边的空格、换行符、制表符，得到一个新字符串
print(str2.lstrip())  # 去掉左边
print(str2.rstrip())  # 去掉右边
print(str2.strip("哥 ")) # 去掉两边的“哥  ”(注意空格)

# split():分割  语法：字符串序列.split(分割字符，分割次数）
a = 'wo在学5、学7' 
print(a)   
b=a.split('学')   
print(b)                 # ['wo在', '5、', '7']
print(a.split('学',1))   # ['wo在', '5、学7']
print(a.rsplit("学",1))  # ['wo在学5、', '7']

a = 'wo在 学 5、学7' 
''.join(a.split()) # 'wo在学5、学7'

#join():合并  ('学'.join(变量名)) 用学把字符串连接起来，省略直接连
print('学'.join(b))   #  wo在学5、学7
print(''.join(b))     #   wo在5、7

str5 = ' I Love LsgoGroup '
print(str5.strip().partition('o'))  # ('I L', 'o', 've LsgoGroup')
print(str5.strip().partition('m'))  # ('I Love LsgoGroup', '', '')
print(str5.strip().rpartition('o'))  # ('I Love LsgoGr', 'o', 'up')

str6 = 'I \n Love \n LsgoGroup'
print(str6.splitlines())  # ['I ', ' Love ', ' LsgoGroup']
print(str6.splitlines(True))  # ['I \n', ' Love \n', ' LsgoGroup']

• replace(old, new [, max]) 把 将字符串中的old替换成new，如果max指定，则替换不超过max次。
• maketrans(intab, outtab) 创建字符映射的转换表，第一个参数是字符串，表示需要转换的字符，第二个参数也是字符串表示转换的目标。
• translate(table, deletechars="") 根据参数table给出的表，转换字符串的字符，要过滤掉的字符放到deletechars参数中。

# replace():替换 语法：字符串序列.replace(旧子串，新子串，替换次数）
a = 'wo在学5、学7' 
print(a.replace('学','写',1))
print(a.replace('学','写')) # 省略替换次数就是全部替换。
id(a.replace('学','写')) #储存为新的字符串
print(id(a))   

str7 = 'this is string example....wow!!!'
intab = 'aeiou'
outtab = '12345'
trantab = str7.maketrans(intab, outtab)
print(trantab)  # {97: 49, 111: 52, 117: 53, 101: 50, 105: 51}
print(str7.translate(trantab))  # th3s 3s str3ng 2x1mpl2....w4w!!!

• upper，lower，title，
• lower() 转换字符串中所有大写字符为小写。
• upper() 转换字符串中的小写字母为大写。
• swapcase() 将字符串中大写转换为小写，小写转换为大写。
• capitalize() 将字符串的第一个字符转换为大写。
• title()将字符串中每个单词的首字母大写，其余字母小写，并返回新的字符串。

str2 = "DAXIExiaoxie"
print(str2.lower())  # daxiexiaoxie
print(str2.upper())  # DAXIEXIAOXIE
print(str2.swapcase())  # daxieXIAOXIE
str3 = "DAXIE xiao xie"
str3.title()   # 'Daxie Xiao Xie'

• center，ljust，rjust，zfill，index。
• ljust(width[, fillchar])返回一个原字符串左对齐，并使用fillchar（默认空格）填充至长度width的新字符串。
• rjust(width[, fillchar])返回一个原字符串右对齐，并使用fillchar（默认空格）填充至长度width的新字符串。

# 将字符串内容居中、居左、居右展示
v1 = "王老汉"
print(v1.center(10, "-")) 
print(v1.ljust(10, "-"))
print(v1.rjust(10, "-"))

# 应用场景：处理二进制数据
data = "101"   # 帮助你填充0
v1 = data.zfill(8)
print(v1)  # "00000101"

4. 字符串格式化

str8 = "{0} Love {1}".format('I', 'Lsgogroup')  # 位置参数
print(str8)  # I Love Lsgogroup

str8 = "{a} Love {b}".format(a='I', b='Lsgogroup')  # 关键字参数
print(str8)  # I Love Lsgogroup

str8 = "{0} Love {b}".format('I', b='Lsgogroup')  # 位置参数要在关键字参数之前
print(str8)  # I Love Lsgogroup

str8 = '{0:.2f}{1}'.format(27.658, 'GB')  # 保留小数点后两位
print(str8)  # 27.66GB

%s %d %%  %(name,age)其他的% 看 https://www.cnblogs.com/wupeiqi/articles/5484747.html
"%(name) %(age)" %{"name":"ceui","age":18}

· {0:.2f}表示将第一个参数格式化为2位小数的浮点数
· {1:s}表示将第二个参数格式化为字符串
· {2:d}表示将第三个参数格式化整数


# f'{表达式}' 或 '{}{}{}'.format(a,b,c)
print("我叫{n1}，今年{age}岁，真是的姓名是{n1}。".format(n1="肖波",age=18))

print("我叫{0}，今年{2}岁".format("肖波",4,66))
# 我叫cesi，今年66岁

print(f"两个模块，分别学习了{2 + 3 =}天和{1 + 2}天")
# 两个模块，分别学习了2 + 3 =5天和3天

print(f"今年22岁，二进制{22:#b}，八进制{22:#o}，十六进制{22:#x}") 
# 今年22岁，二进制0b10110，八进制0o26，十六进制0x16


print(f'我买了{a}斤蔬菜，{x+1}斤水果') 
蔬菜 = int(input('请输入买了几斤蔬菜：')) # input输入默认是字符串，不能运算，需要转成int
水果 = int(input('请输入买了几斤水果：')) 
print(f'我买了{蔬菜}斤蔬菜，{水果}斤水果，一共用了{蔬菜*a+水果*b}元')

• Python 字符串格式化符号

符 号	描述
%c	格式化字符及其ASCII码
%s	格式化字符串，用str()方法处理对象
%r	格式化字符串，用rper()方法处理对象
%d	格式化整数
%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	根据值的大小决定使用%f或%e
%G	作用同%g，根据值的大小决定使用%f或%E

print('%c' % 97)  # a
print('%c %c %c' % (97, 98, 99))  # a b c
print('%d + %d = %d' % (4, 5, 9))  # 4 + 5 = 9
print("我叫 %s 今年 %d 岁!" % ('小明', 10))  # 我叫 小明 今年 10 岁!
print('%o' % 10)  # 12
print('%x' % 10)  # a
print('%X' % 10)  # A
print('%f' % 27.658)  # 27.658000
print('%e' % 27.658)  # 2.765800e+01
print('%E' % 27.658)  # 2.765800E+01
print('%g' % 27.658)  # 27.658
text = "I am %d years old." % 22
print("I said: %s." % text)  # I said: I am 22 years old..
print("I said: %r." % text)  # I said: 'I am 22 years old.'

• 格式化操作符辅助指令

符号	功能
m.n	m 是显示的最小总宽度,n 是小数点后的位数（如果可用的话）
-	用作左对齐
+	在正数前面显示加号( + )
#	在八进制数前面显示零(‘0’)，在十六进制前面显示’0x’或者’0X’(取决于用的是’x’还是’X’)
0	显示的数字前面填充’0’而不是默认的空格

print('%5.1f' % 27.658)  # ' 27.7'
print('%.2e' % 27.658)  # 2.77e+01
print('%10d' % 10)  # '        10'
print('%-10d' % 10)  # '10        '
print('%+d' % 10)  # +10
print('%#o' % 10)  # 0o12
print('%#x' % 108)  # 0x6c
print('%010d' % 5)  # 0000000005

4.2 元组(tuple)

有序、不可变的容器

1. 创建和访问一个元组

• Python 的元组与列表类似，不同之处在于tuple被创建后就不能对其进行修改，类似字符串。

• 元组使用小括号，列表使用方括号。

• 元组与列表类似，也用整数来对它进行索引 (indexing) 和切片 (slicing)。

• 创建元组可以用小括号 ()，也可以什么都不用，为了可读性，建议还是用 ()。

• 元组中只包含一个元素时，需要在元素后面添加逗号，否则括号会被当作运算符使用。

• 建议在元组的最后多加一个逗号，用于标识他是一个元组。

data = tuple('1') # 字符串和列表可以转换为元组。
print(data)  #  ('1',)
info = { "age":12,  "status":True, "name":"xi","data":None}
tuple(info)  # ('age', 'status', 'name', 'data')


v1 = (True,123,"Bo",[11,22],) 
v2 = (1,)
v3 = (,)
v4 = (())
v5 = [4, 5, 6], [7, 8]
v6 = 1,
#v1 到v6都是元组

2. 元组的公共方法

公共方法和字符串用法一样，

• 只可读取，不能修改，不能清空，del只能删整个元组。可以用切片的方式更新。
  「等号 ==」，只有成员、成员位置都相同时才返回True。

print(8 * (8))  # 64
print(8 * (8,))  # (8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8)

v5 = [4, 5, 6], [7, 8]
v5[0] # [4, 5, 6]
v1 = (True,123,"Bo",[11,22],) 
v1[-1].append(33) # 元组中的可变序列可以增加元素

v5 = [4, 5, 6], [7, 8]
v5[0] # [4, 5, 6]
v1 = (True,123,"Bo",[11,22],) 
v1[-1].append(33) # 元组中的可变序列可以增加元素

t1 = (123, 456)
t2 = (456, 123)
t3 = (123, 456)

print(t1 == t2)  # False
print(t1 == t3)  # True

3. 内置方法

元组大小和内容都不可更改，因此只有 count 和 index 两种方法。

• count('python') 是记录在元组 t 中该元素出现几次，显然是 1 次
• index(10.31) 是找到该元素在元组 t 的索引，显然是 1

t = (1, 10.31, 'python')
print(t.count('python'))  # 1
print(t.index(10.31))  # 1

4. 解压元组

【例子】解压（unpack）一维元组（有几个元素左边括号定义几个变量）

v5 = [4, 5, 6], [7, 8]
a,b = v5  # 拆包

t = (1, 10.31, ('OK', 'python'))
(a, b, (c, d)) = t
print(a, b, c, d)
# 1 10.31 OK python

seq = ((1, 2, 3), (4, 5, 6), (7, 8, 9))
for a, b, c in seq: #  for i in seq: a, b, c = i
  print(a, b, c)

values = 1, 2, 3, 4, 5
a, b, *rest = values  # 也可以用_或其他的代替rest
rest  # [3, 4, 5]
values.count(2) # 2

4.3 列表[list]

有序、可变的容器。列表是有序集合，没有固定大小，能够保存任意数量任意类型的 Python 对象，语法为 [元素1, 元素2, ..., 元素n]。

1. 列表的创建

• 创建一个普通列表[]
• str 元组，字典，可用list转化，int、bool无法转换成列表
• 使用list，等同于拷贝一份
• 推导式创建

empty = []
x = [2, 3, 4, 5, 6, 7]
mix = [1, 'lsgo', 3.14, [1, 2, 3]]
name = "珍惜时间"  # str 元组，字典，可用list转化，int、bool无法转换成列表
data = list(name) 
x = list(range(10))
x = [i for i in range(10, 1, -2)]
x = [i for i in range(100) if (i % 2) != 0 and (i % 3) == 0]

注意：

由于list的元素可以是任何对象，因此列表中所保存的是对象的指针。即使保存一个简单的[1,2,3]，也有3个指针和3个整数对象。

x = [a] * 4操作中，只是创建4个指向list的引用，所以一旦a改变，x中4个a也会随之改变。

【例子】

x = [[0] * 3] * 4
print(x, type(x))
# [[0, 0, 0], [0, 0, 0], [0, 0, 0], [0, 0, 0]] <class 'list'>

x[0][0] = 1
print(x, type(x))
# [[1, 0, 0], [1, 0, 0], [1, 0, 0], [1, 0, 0]] <class 'list'>

a = [0] * 3
x = [a] * 4
print(x, type(x))
# [[0, 0, 0], [0, 0, 0], [0, 0, 0], [0, 0, 0]] <class 'list'>

x[0][0] = 1
print(x, type(x))
# [[1, 0, 0], [1, 0, 0], [1, 0, 0], [1, 0, 0]] <class 'list'>

2. 列表的公共方法

公共方法通用，min可以加条件，del可以删单个值，索引和切片可以批量读，删，改，可以生成一个倒序的新列表。

v1 = min([-11, 2, 33, 44, 55], key=lambda x: abs(x))
data_list = [1,True,"tom","宝强"]

data_list[-100:1] = ['11','12']
print(data_list)    # ['11', '12', True, 'tom', '宝强']

del data_list[2]
print(data_list)   # ['11', '12', 'tom', '宝强']

# 批量删除，需要倒着删除。 因为删除的后索引会变
for index in range(len(data_list) - 1, -1, -1):
    item = data_list[index]
    if item.startswith("1"):
        data_list.remove(item)
print(data_list) # ['tom', '宝强']

• 复制列表中的所有元素（浅拷贝）。

list1 = [123, 456, 789, 213]
list2 = list1
list3 = list1[:]
list4 = list(list1)

print(list2)  # [123, 456, 789, 213]
print(list3)  # [123, 456, 789, 213]
list1.sort()
print(list2)  # [123, 213, 456, 789] 
print(list3)  # [123, 456, 789, 213]
print(list4)  # [123, 456, 789, 213]

list1 = [[123, 456], [789, 213]]
list2 = list1
list3 = list1[:]
list4 = list(list1)

print(list2)  # [[123, 456], [789, 213]]
print(list3)  # [[123, 456], [789, 213]]
list1[0][0] = 111
print(list2)  # [[111, 456], [789, 213]]
print(list3)  # [[111, 456], [789, 213]]
print(list4)  # [[111, 456], [789, 213]]

3. 内置方法

append，insert，extend

• list.append(obj) 追加，把一个东西整体添加在列表后
• list.extend(seq) 扩展，把一个东西里的所有元素添加在列表后。

• 比extend慢很多。（append, extend, insert）可对列表增加元素，它们没有返回值，是直接修改了原数据对象。
  而将两个list相加，需要创建新的 list 对象，从而需要消耗额外的内存，特别是当 list 较大时，尽量不要使用 “+” 来添加list。

data =  [["sfge",4,6,7],True,"tom","宝强"]  # 可以嵌套
print(data[0][0][1:3])  # fg
data[0].append(1)	# 增加	
print(data)         # [['sfge', 4, 6, 7, 1], True, "tom","宝强"]

data_list.extend([13,15]) #批量追加

data_list.insert(0,'cesi') # 在原列表的指定索引位置插入值

remove(会报错），pop，clear

• list.remove(obj) 在原列表中根据值删除（从左到右找到第一个删除）【慎用，里面没有会报错】
• list.pop([index=-1]) 在原列表中根据索引踢出某个元素（默认最后一个元素），并且返回该元素的值
• del var1[, var2 ……] 删除单个或多个对象。如果知道要删除的元素在列表中的位置，可使用del语句。

data_list = [1,True,"tom","宝强"]

data_list.remove(1) # 删除 1

data_list.pop(1)  #在原列表中根据索引踢出某个元素
print(data_list.pop(1))  # 得到删除的值
data_list.pop() # 空值  删除最后一个

data_list.clear() # 清空原列表
print(data_list)  # []

x = ['Monday', 'Tuesday', 'Wednesday', 'Thursday', 'Friday']
del x[0:2]

index ，sort，reverse，。

• list.index(x[, start[, end]]) 从列表中找出某个值第一个匹配项的索引位置
• list.reverse() 反向列表中元素
• list.sort(key=None, reverse=False) 对原列表进行排序。
  • key – 主要是用来进行比较的元素，只有一个参数，具体的函数的参数就是取自于可迭代对象中，指定可迭代对象中的一个元素来进行排序。
  • reverse – 排序规则，reverse = True 降序， reverse = False 升序（默认）。
  • 该方法没有返回值，但是会对列表的对象进行排序。

index = data_list.index(True) # 根据值获取索引

data_list.reverse() # 反转原列表

data_list.sort() # 纯字符串排序或整型和布尔排序,从小到大 coding编码
data_list.sort(reverse=True) # 纯字符串排序或整型和布尔排序,从大到小

b = ['saw', 'small', 'He', 'foxes', 'six']
b.sort(key=len) # ['He', 'saw', 'six', 'small', 'foxes']

# 获取列表的第二个元素
def takeSecond(elem):
    return elem[1]

x = [(2, 2), (3, 4), (4, 1), (1, 3)]
x.sort(key=takeSecond)
print(x)
# [(4, 1), (2, 2), (1, 3), (3, 4)]

x.sort(key=lambda a: a[0])
print(x)
# [(1, 3), (2, 2), (3, 4), (4, 1)]

4. 二分搜索和序列函数

内建的bisect模块实现了二分搜索和已排序列表的插值。

• bisect.bisect会找到元素应当被插入的位置，
• bisect.insort将元素插入到相应位置，并保持序列排序。

import bisect
c = [1, 2, 2, 3, 4, 7]
bisect.bisect(c, 2)  # 3  找到元素应当被插入的位置
bisect.insort(c, 5) # [1, 2, 2, 3, 4, 5, 7]     插入到排序中。

内建序列函数

• sorted(iterable, key=None, reverse=False) 对所有可迭代的对象进行排序操作。返回重新排序的列表。
• zip将列表、元组或其他序列的元素配对，新建一个元组构成的列表。
• reversed 将将序列（ tuple, string, list 或 range）的元素倒序排列，得到的是一个生成器。

a = [7, 1, 2, 6, 0, 3, 2]
sorted(a)  # [0, 1, 2, 2, 3, 6, 7]

sorted('horse race')  # [' ', 'a', 'c', 'e', 'e', 'h', 'o', 'r', 'r', 's']

seq1 = ['foo', 'bar', 'baz']
seq2 = ['one', 'two', 'three']
zipped = zip(seq1, seq2)
list(zipped) # [('foo', 'one'), ('bar', 'two'), ('baz', 'three')]


# 列表长度由最短的序列决定
seq3 = [False, True]
list(zip(seq1, seq2, seq3))  # [('foo', 'one', False), ('bar', 'two', True)]

for i, (a, b) in enumerate(zip(seq1, seq2)):
  print('{0}: {1}, {2}'.format(i, a, b))
  
c = list(zipped) # 必须赋值给一个变量
a,b = zip(*c)
a # ('foo', 'bar', 'baz')

list(reversed(range(10))) # [9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0]

4.4 集合{set}

无序 、可变、不可重复的容器。

1. 哈希(不可变)

• 集合的元素和字典的必须是不可重复的，查找效率高，也必须是可哈希的(不可变的)

num = {}
print(type(num))  # <class 'dict'>
num = {1, 2, 3, 4}
print(type(num))  # <class 'set'>

哈希函数 hash(X)，只要不报错，证明 X 可被哈希，即不可变，反过来不可被哈希，即可变。

• 数值、字符和元组 都能被哈希，因此它们是不可变类型。
• 列表、集合、字典不能被哈希，因此它是可变类型。

print(hash('Name'))  # 7047218704141848153

print(hash((1, 2, 'Python')))  # 1704535747474881831

print(hash([1, 2, 'Python']))
# TypeError: unhashable type: 'list'

2. 集合的创建

• 在创建空集合的时候只能使用s = set()，因为s = {}创建的是空字典。
• 直接把一堆元素用花括号括起来{元素1, 元素2, ..., 元素n}。
• 可以包含的元素类型：int、bool、str、tuple、自定义函数名。
• 重复元素在set中会被自动被过滤。set可转换 int/list/tuple/dict，自动去重。
• list需要先转换成元组，布尔值默认换成0、1，存储会和数值0,1去重。

se = set(range(4))
v1 = { 1,True, "bo",(1,),tuple(["e","d"]) } #自动去除重复数据
print(v1)    # {1, 'bo', (1,), ('e', 'd')}
a = set('abracadabra')
print(a)     # {'r', 'b', 'd', 'c', 'a'}

# 去掉列表中重复的元素
lst = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 5, 3, 1]
a = set(lst)
print(list(a))  # [0, 1, 2, 3, 4, 5]

3. 集合的公共方法

set 存储的是无序集合，所以我们不可以为集合创建索引或执行切片(slice)操作，也没有键(keys)可用来获取集合中元素的值，但是可以判断一个元素是否在集合中。

s = set(['Google', 'Baidu', 'Taobao'])
print(len(s))  # 3

# for循环读取
for item in s:
    print(item)
# 通过`in`或`not in`判断一个元素是否在集合中已经存在
print('Taobao' in s)  # True
print('Facebook' not in s)  # True

4. 集合的内置方法

增加和修改

• set.add(elmnt)用于给集合添加元素，如果添加的元素在集合中已存在，则不执行任何操作。
• set.update(set)用于修改当前集合，可以添加新的元素或集合到当前集合中，如果添加的元素在集合中已存在，则该元素只会出现一次，重复的会忽略。

data  = set()                # 先创建对象再加入元素。
data.add("周杰伦")  
data.add("周杰伦","林俊杰")  # 添加元素 ，自动去重
print(data)                 # {'林俊杰', '周杰伦'}

c = {2,3}
c.update([3,8])     # 追加数据  可以是列表，元组，字符串自动转列表。
print(c)            # {8, 2, 3}  
c.update(('abc8'),("abc",))
print(c)            # {'b', 'c', 2, 3, 8, 'a', '8',"abc"}

删除元素

• 集合名.remove(数据) 如果数据不存在，报错
• 集合名.discard(数据) 如果数据不存在，不报错
• 集合名.pop( ) 随机删除集合中某个数据，并返回这个数据

fruits = {"apple", "banana", "cherry"}
x = fruits.pop()
print(fruits)  # {'cherry', 'apple'}
print(x)  # banana

集合操作
由于 set 是无序和无重复元素的集合，所以两个或多个 set 可以做数学意义上的集合操作。

• 交集 set.intersection(set1, set2) 和 set1 & set2
  • set.intersection_update(set1, set2) 交集，在原始的集合上移除不重叠的元素。
  • set.isdisjoint(set) 用于判断两个集合是不是不相交，如果是返回 True，否则返回 False。
• 并集 set.union(set1, set2) 和 set1 | set2
• 差集 set.difference(set) 和 set1 - set2
  • set.difference_update(set) 直接在原来的集合中移除重叠元素，没有返回值。
• 异或 set.symmetric_difference(set) 和 set1 ^ set2
  • set.symmetric_difference_update(set)移除当前集合中在另外一个指定集合相同的元素，并将另外一个指定集合中不同的元素插入到当前集合中。
• 判断是否包含 set.issubset(set) 和 set1 <= set2

a = set('abracadabra')
b = set('alacazam')
print(a)  # {'r', 'a', 'c', 'b', 'd'}
print(b)  # {'c', 'a', 'l', 'm', 'z'}

c = a.symmetric_difference(b)             # 异或
print(c)  # {'m', 'r', 'l', 'b', 'z', 'd'}
print(a ^ b)  # {'m', 'r', 'l', 'b', 'z', 'd'}      

print(a)  # {'r', 'd', 'c', 'a', 'b'}
a.symmetric_difference_update(b)        # 去除重复后，合并
print(a)  # {'r', 'b', 'm', 'l', 'z', 'd'}

a.issuperset(b)  #   False
a.isdisjoint(b)  #   True

5. 不可变集合

Python 提供了不能改变元素的集合的实现版本，即不能增加或删除元素，类型名叫frozenset。需要注意的是frozenset仍然可以进行集合操作，只是不能用带有update的方法。

• frozenset([iterable]) 返回一个冻结的集合，冻结后集合不能再添加或删除任何元素。

a = frozenset(range(10))  # 生成一个新的不可变集合
print(a)  
# frozenset({0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9})

b = frozenset('lsgogroup')
print(b)  
# frozenset({'g', 's', 'p', 'r', 'u', 'o', 'l'})

4.5 字典 {‘key’:‘dict’}

字典 无序、可变、键值对形式，键:值（key:value），键不重复的容器，键必须可哈希。py3.6后是有序的。

1. 创建和访问字典

s = {} #空字典
dic = dict() 

dic = {(1, 2, 3): "Tom", "Age": 12, 3: [3, 5, 7]} # 元组作为`key`来创建字典

dict(((3,9),(4,16)))  # {3: 9, 4: 16}
dic1 = dict([('apple', 4139), ('peach', 4127), ('cherry', 4098)])
dic = dict(name='Tom', age=10)  # 键只能为字符串类型，并且创建的时候字符串不能加引号
mapping = dict(zip(range(5), reversed(range(5)))) # {0: 4, 1: 3, 2: 2, 3: 1, 4: 0}
dict((i, i **2) for i in range(5)) #{0: 0, 1: 1, 2: 4, 3: 9, 4: 16} 

2. 字典的公共方法

不能切片。索引赋值，不存在就会新增，[“键”]取值、del[“键”]和pop不存在都会报错。in默认是判断键。

• del dict[key] 删除字典给定键 key 所对应的值。
• dict.clear()用于删除字典内所有元素。
• dict.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。若key不存在，则返回 default 值。
  • dict.popitem()随机返回并删除字典中的一对键和值，如果字典已经为空，却调用了此方法，就报出KeyError异常。

dic1 = {1: 'one', 2: 'two', 3: 'three'}
print(dic1)              # {1: 'one', 2: 'two', 3: 'three'}
print(dic1[1])           # one
print(dic1[4])            # KeyError: 4   # 取的键在字典中不存在，会直接报错
print(dic1.get(4))        #  None
print(dic1.get(4,'不存在'))   #  不存在
dic1 = {1: 'one', 2: 'two', 3: 'three'}
dic1[1] = '壹'     # 存在对值更新
dic1[4] = 'four'   # 不存在就新增
print(dic1)        # {1: '壹', 2: 'two', 3: 'three', 4: 'four'}


del dic1[2]
print(dic1)  # {}

dic1 = {1: "a", 2: [1, 2]}
print(dic1.pop(1), dic1)  # a {2: [1, 2]}

# 设置默认值，必须添加，否则报错
print(dic1.pop(3, "nokey"), dic1)  # nokey {2: [1, 2]}

dic1 = {1: "a", 2: [1, 2]}
print(dic1.popitem())  # {2: [1, 2]}
print(dic1)  # (1, 'a')

3. 字典的内置方法

• dict.items()以列表返回可遍历的 (键, 值) 元组数组。
• dict.values()返回一个迭代器，可以使用 list() 来转换为列表，列表为字典中的所有值。
• dict.keys()返回一个可迭代对象，可以使用 list() 来转换为列表，列表为字典中的所有键。

for item in info:
	print(item)  # 默认所有键
for item in info.key():  # 获得键，高仿列表 ，索引切片需要list（）。
	print(item)
for item in info.values(): # 获得值，高仿列表 
	print(item)
for key,value in info.items(): # 获得元组 (键，值)
	print(key,value)

• dict.setdefault(key, default=None)和get()方法 类似, 如果键不存在于字典中，将会添加键并将值设为默认值。

dic = {'Name': 'Lsgogroup', 'Age': 7}
print("Age 键的值为 : %s" % dic.setdefault('Age', None))  # Age 键的值为 : 7
print("Sex 键的值为 : %s" % dic.setdefault('Sex', None))  # Sex 键的值为 : None
print(dic)  
# {'Age': 7, 'Name': 'Lsgogroup', 'Sex': None}

• dict.update(dict2)把字典参数 dict2 的 key:value对 更新到字典 dict 里。

dic = {'Name': 'Lsgogroup', 'Age': 7}
dic2 = {'Sex': 'female', 'Age': 8}
dic.update(dic2)
print(dic)  
# {'Sex': 'female', 'Age': 8, 'Name': 'Lsgogroup'}

• dict.copy()返回一个字典的浅复制。

dic1 = {'user': 'lsgogroup', 'num': [1, 2, 3]}

# 引用对象
dic2 = dic1  
# 浅拷贝父对象（一级目录），子对象（二级目录）不拷贝，还是引用
dic3 = dic1.copy()  

print(id(dic1))  # 148635574728
print(id(dic2))  # 148635574728
print(id(dic3))  # 148635574344

# 修改 data 数据
dic1['user'] = 'root'
dic1['num'].remove(1)

# 输出结果
print(dic1)  # {'user': 'root', 'num': [2, 3]}
print(dic2)  # {'user': 'root', 'num': [2, 3]}
print(dic3)  # {'user': 'runoob', 'num': [2, 3]}

• 并集 更新值 （py3,9）

# 求`并集`（Python3.9新加入）  后一个会更新前一个
v1 = {"k1": 1, "k2": 2}
v2 = {"k2": 22, "k3": 33}

v3 = v1 | v2
print(v3) # {'k1': 1, 'k2': 22, 'k3': 33}

• dict.fromkeys(seq[, value]) 用于创建一个新字典，以序列 seq 中元素做字典的键，value 为字典所有键对应的初始值。

seq = ('name', 'age', 'sex')
dic1 = dict.fromkeys(seq)
print(dic1)
# {'name': None, 'age': None, 'sex': None}

dic2 = dict.fromkeys(seq, 10)
print(dic2)
# {'name': 10, 'age': 10, 'sex': 10}

dic3 = dict.fromkeys(seq, ('小马', '8', '男'))
print(dic3)
# {'name': ('小马', '8', '男'), 'age': ('小马', '8', '男'), 'sex': ('小马', '8', '男')}

• defaultdict，分类列表生成字典。

from collections import defaultdict

words = ['apple', 'bat', 'bar', 'atom', 'book']
by_letter = defaultdict(list)
for word in words:
    by_letter[word[0]].append(word)  
    #defaultdict(list, {'a': ['apple', 'atom'], 'b': ['bat', 'bar', 'book']})

4.6 双端队列

双端队列 collections.deque，有序可变。比list效率更高。
公共方法：deque 两端的索引增、删、改复杂度是 O(1)，在中间的复杂度则比 O(n) 略低，insert和pop。
内置专有方法：appendleft，rotate(n=1)，extendleft， popleft ， remove，clear，copy，count，index，reverse等

from collections import deque
d = deque()  # 创建空 deque
d1 = deque([1, 2, 3, 4])    # list → deque

d1.append(5)
d1.appendleft(0)
d1.extendleft([-2, -1])  
d0.insert(0, -3)  # deque([-3, -1, -2, 0, 1, 2, 3, 4, 5])

d1.rotate(2) # deque([4, 5, -3, -1, -2, 0, 1, 2, 3])
d1.rotate(-3) # deque([-1, -2, 0, 1, 2, 3, 4, 5, -3])

注：内容主体来自阿里天池AI训练营，增加的部分来自于看其他的书籍和报名的付费课程。