datawhale组队学习task5—字典、集合、序列

一、字典

1. 可变类型与不可变类型

判断一个数据类型 X 是不是可变类型的方法：

• 麻烦方法：用 id(X) 函数，对 X 进行某种操作，比较操作前后的 id，如果不一样，则 X 不可变，如果一样，则 X 可变。

i = 1
print(id(i))  # 140732167000896
i = i + 2
print(id(i))  # 140732167000960

l = [1, 2]
print(id(l))  # 4300825160
l.append('Python')
print(id(l))  # 4300825160

• 便捷方法：用 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。

print(hash('Name'))  # -9215951442099718823
print(hash((1, 2, 'Python')))  # 823362308207799471
print(hash([1, 2, 'Python']))  # TypeError: unhashable type: 'list'
print(hash({1, 2, 3})) # TypeError: unhashable type: 'set'

2. 字典的定义

字典 是无序的 键:值（key:value）对集合，键必须是互不相同的（在同一个字典之内）。

• dict 内部存放的顺序和 key 放入的顺序是没有关系的。
• dict 查找和插入的速度极快，不会随着 key 的增加而增加，但是需要占用大量的内存。

字典 定义语法为 {元素1, 元素2, …, 元素n}

• 其中每一个元素是一个「键值对」-- 键:值 (key:value)
• 关键点是「大括号 {}」,「逗号 ,」和「冒号 :」
• 大括号 – 把所有元素绑在一起
• 逗号 – 将每个键值对分开
• 冒号 – 将键和值分开

3. 创建和访问字典

• 通过字符串或数值作为key来创建字典。

dic1 = {1: 'one', 2: 'two', 3: 'three'}
print(dic1)  # {1: 'one', 2: 'two', 3: 'three'}
print(dic1[1])  # one
print(dic1[4])  # KeyError: 4

• 通过元组作为key来创建字典，但一般不这样使用。

dic = {(1, 2, 3): "Tom", "Age": 12, 3: [3, 5, 7]}
print(dic)  # {(1, 2, 3): 'Tom', 'Age': 12, 3: [3, 5, 7]}
print(type(dic))  # <class 'dict'>

• 通过构造函数dict来创建字典。

dic = dict()
dic['a'] = 1
dic['b'] = 2
dic['c'] = 3

print(dic)
# {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}

dic['a'] = 11
print(dic)
# {'a': 11, 'b': 2, 'c': 3}

• dict(mapping) new dictionary initialized from a mapping object’s (key, value) pairs

dic1 = dict([('apple', 4139), ('peach', 4127), ('cherry', 4098)])
print(dic1)  # {'cherry': 4098, 'apple': 4139, 'peach': 4127}

dic2 = dict((('apple', 4139), ('peach', 4127), ('cherry', 4098)))
print(dic2)  # {'peach': 4127, 'cherry': 4098, 'apple': 4139}

• dict(**kwargs) -> new dictionary initialized with the name=value pairs in the keyword argument list. For example: dict(one=1, two=2)

#这种情况下，键只能为字符串类型，并且创建的时候字符串不能加引号，加上就会直接报语法错误。
dic = dict(name='Tom', age=10)
print(dic)  # {'name': 'Tom', 'age': 10}
print(type(dic))  # <class 'dict'>

4. 字典的内置方法

函数	解释
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。
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。
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.items()	以列表返回可遍历的 (键, 值) 元组数组。
dict.get(key, default=None)	返回指定键的值，如果值不在字典中返回默认值。
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。
key in dict in	操作符用于判断键是否存在于字典中，如果键在字典 dict 里返回true，否则返回false。而not in操作符刚好相反，如果键在字典 dict 里返回false，否则返回true。
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。
del dict[key]	删除字典给定键 key 所对应的值。
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。
dict.clear()	用于删除字典内所有元素。
dict.copy()	返回一个字典的浅复制。
dict.update(dict2)	把字典参数 dict2 的 key:value对 更新到字典 dict 里。

直接赋值和 copy 的区别

• 直接赋值是引用的内存地址，修改值两个引用对象都会改
• 浅拷贝对象是拷贝一层目录，再深层也只是引用

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]}

二、集合

Python 中set与dict类似，也是一组key的集合，但不存储value。由于key不能重复，所以，在set中，没有重复的key。
注意，key为不可变类型，即可哈希的值。

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

1. 集合的创建

• 先创建对象再加入元素。
  • 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。

basket = set()
basket.add('apple')
basket.add('banana')
print(basket)  # {'banana', 'apple'}

• 直接把一堆元素用花括号括起来{元素1, 元素2, …, 元素n}。
  • 重复元素在set中会被自动被过滤。

basket = {'apple', 'orange', 'apple', 'pear', 'orange', 'banana'}
print(basket)  # {'banana', 'apple', 'pear', 'orange'}

• 使用set(value)工厂函数，把列表或元组转换成集合。

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

b = set(("Google", "Lsgogroup", "Taobao", "Taobao"))
print(b)  
# {'Taobao', 'Lsgogroup', 'Google'}

c = set(["Google", "Lsgogroup", "Taobao", "Google"])
print(c)  
# {'Taobao', 'Lsgogroup', 'Google'}

• set可以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]

从结果发现集合的两个特点：无序 (unordered) 和唯一 (unique)。
由于 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。

2. 访问集合中的值

• 可以使用len()內建函数得到集合的大小。

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

• 可以使用for把集合中的数据一个个读取出来。

s = set(['Google', 'Baidu', 'Taobao'])
for item in s:
    print(item)

# Baidu
# Google
# Taobao

• 可以通过in或not in判断一个元素是否在集合中已经存在

s = set(['Google', 'Baidu', 'Taobao'])
print('Taobao' in s)  # True
print('Facebook' not in s)  # True

3. 集合的内置方法

语法	解释
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。
set.remove(item)	用于移除集合中的指定元素。如果元素不存在，则会发生错误。
set.discard(value)	用于移除指定的集合元素。remove() 方法在移除一个不存在的元素时会发生错误，而 discard() 方法不会。
set.pop()	用于随机移除一个元素。
set.intersection(set1, set2)	返回两个集合的交集。
set1 & set2	返回两个集合的交集。
set.intersection_update(set1, set2)	交集，在原始的集合上移除不重叠的元素。
set.union(set1, set2)	返回两个集合的并集。
set1 ｜set2	返回两个集合的并集。
set.difference(set)	返回集合的差集。
set1 - set2	返回集合的差集。
set.difference_update(set)	集合的差集，直接在原来的集合中移除元素，没有返回值。
set.symmetric_difference(set)	返回集合的异或。
set1 ^ set2	返回集合的异或。
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。
set.issubset(set)	判断集合是不是被其他集合包含，如果是则返回 True，否则返回 False。
set1 <= set2	判断集合是不是被其他集合包含，如果是则返回 True，否则返回 False。
set.issuperset(set)	用于判断集合是不是包含其他集合，如果是则返回 True，否则返回 False。
set1 >= set2	判断集合是不是包含其他集合，如果是则返回 True，否则返回 False。
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。

4. 集合的转换

se = set(range(4))
li = list(se)
tu = tuple(se)

print(se, type(se))  # {0, 1, 2, 3} <class 'set'>
print(li, type(li))  # [0, 1, 2, 3] <class 'list'>
print(tu, type(tu))  # (0, 1, 2, 3) <class 'tuple'>

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'})

三、序列

在 Python 中，序列类型包括字符串、列表、元组、集合和字典，这些序列支持一些通用的操作，但比较特殊的是，集合和字典不支持索引、切片、相加和相乘操作。

函数	解释
list(sub)	把一个可迭代对象转换为列表。
tuple(sub)	把一个可迭代对象转换为元组。
str(obj)	把obj对象转换为字符串。
len(s)	返回对象（字符、列表、元组等）长度或元素个数。 s – 对象。
max(sub)	返回序列或者参数集合中的最大值
min(sub)	返回序列或参数集合中的最小值
sum(iterable[, start=0])	返回序列iterable与可选参数start的总和。
sorted(iterable, key=None, reverse=False)	对所有可迭代的对象进行排序操作。 iterable – 可迭代对象。 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）。 返回重新排序的列表。
reversed(seq)	函数返回一个反转的迭代器。 seq – 要转换的序列，可以是 tuple, string, list 或 range。
enumerate(sequence, [start=0])	用于将一个可遍历的数据对象(如列表、元组或字符串)组合为一个索引序列，同时列出数据和数据下标，一般用在 for 循环当中。
zip(iter1 [,iter2 […]])	用于将可迭代的对象作为参数，将对象中对应的元素打包成一个个元组，然后返回由这些元组组成的对象，这样做的好处是节约了不少的内存。 我们可以使用 list() 转换来输出列表。 如果各个迭代器的元素个数不一致，则返回列表长度与最短的对象相同，利用 * 号操作符，可以将元组解压为列表

参考文献

https://github.com/datawhalechina/team-learning-program/tree/master/Python-Language