Python 元组、集合、字典

元组

前面介绍过 Python 的列表概念。列表可以存储不同类型元素的集合，并将它们线性地组织在一起。然而，当我们想要存储的元素数量固定的情况下，虽说列表也能胜任，但未免会导致效率低下。
元组（Tuple） 与列表类似。两者之间的区别在于：元组不能更改，列表可以。也就是说，一旦被分配，就不能从元组中添加、更改或删除元素。
元组 就是一种可以提高存储固定量元素的效率的数据结构。与列表相比，元组有很多优点：

• 通常将元组用于不同的数据类型，将列表用于相同（或相似）的数据类型
• 由于元组不可变，所以遍历元组比列表要快（较小的性能提升）
• 元组可以用作字典的 关键字，而列表不行。因为字典的关键字必须是不可变的，元组本身就是不可变的
• 如果数据不需要更改，将其作为元组来实现，可以确保“写保护”
• 元组可以被用在字符串格式化中

接下来是几个使用元组的例子：

•   t1 = ()
    t2 = (1, 3, 5)
    # 相当于 list [2, 4, 6, 8]
    t3 = tuple([2 * x for x in range(1, 5)])
    # 相当于 list ['a', 'b', 'c', 'd']
    t4 = tuple("abcd")
  

• 以上的元组一旦确立了其中的元素就不能再进行增删改，只能进行查询，可以沿用列表的中括号下标查询其中的元素
• 除此以外，还可以对元组的元素进行遍历、使用数学函数甚至进行运算等：

•   tuple1 = ("green", "red", "blue")
    print(tuple1)
  
    tuple2 = tuple([7, 1, 2, 23, 4, 5])
    print(tuple2)
  
    print("length is", len(tuple2))
    print("max is", max(tuple2))
    print("min is", min(tuple2))
    print("sum is", sum(tuple2))
  
    print("The first element is", tuple2[0])
  
    tuple3 = tuple1 + tuple2
    print(tuple3)
  
    tuple3 = 2 * tuple1
    print(tuple3)
  
    print(tuple2[2: 4])
    print(tuple1[-1])
  
    # 这一行的意思是输出 2 是否是该元组中的一个元素
    print(2 in tuple2)
  
    for v in tuple1:
        print(v, end = ' ')
    print()
  
    # 支持元组与列表的相互转换
    list1 = list(tuple2)
    list1.sort()
    tuple4 = tuple(list1)
    tuple5 = tuple(list1)
  
    print(tuple4)
    print(tuple4 == tuple5)
  

集合

集合与列表的不同在于，集合内的元素是不重复且不按特定顺序进行排列的。
可以通过将元素用一对 花括号({}) 括起来以创建一个元素集合。集合中的元素用逗号分隔。可以创建一个空集，或者从一个列表或一个元组创建一个集合，如下面的例子所示：

    s1 = set()
    s2 = {1, 3, 5}
    # 下面这行意味着列表、元组、集合也可以相互转换，需要使用对应的初始化方法
    s3 = set((1, 3, 5))

操作和访问集合

• 除了前面讲过的一些数学函数可以对集合进行操作外，向集合添加或删除一个元素可以分别使用 add() 和 remove() 方法：

•   s1 = {1, 2, 4}
    s1.add(6)
    s1.remove(4)
    print(s1)
  

子集和超集

• 主要可以通过 issubset() 或 issuperset() 方法来判断一个集合是否为另一个集合的子集或超集：

•   s1.issubset(s2)
    s2.issuperset(s1)
  

相等性测试

• 可以使用运算符 == 和 != 对集合的相等性进行判定：

•   s1 = {1, 2, 4}
    s2 = {1, 4, 2}
  
    print(s1 == s2)
    print(s1 != s2)
  

集合运算

• 集合的运算主要有 并、交、差、对称差，分别用 |、&、-、^ 运算符表示，但也可以用 union()、intersection()、difference()、symmetric_difference() 方法实现：

•   set1 = {"green", "red", "blue", "red"}
    set2 = set([7, 1, 2, 23, 2, 4, 5])
  
    print("Is red in set1?", "red" in set1)
    print("length is", len(set2))
    print("max is", max(set2))
    print("min is", min(set2))
    print("sum is", sum(set2))
  
    set3 = set1 | {"green", "yellow"}
    set3 = set1 - {"green", "yellow"}
    set3 = set1 & {"green", "yellow"}
    set3 = set1 ^ {"green", "yellow"}
  
    list1 = list(set2)
    print(set1 == {"green" ,"red", "blue"})
  
    set1.add("yellow")
    print(set1)
  

字典

一个字典是按照 关键字 存储值的集合，这些关键字很像下标运算符。
在一个列表中，下标是整数；在一个字典中，关键字必须是一个 可哈希对象。一个字典不能包含有重复的关键字。每个关键字都对应着一个值。一个关键字和它对应的值形成存储在字典中的一个条目(输入域)，这种数据结构被称为“字典”。因为它与词典很类似，在这里，单词就相当于关键字而这些单词的详细定义就是相应的值。

创建字典

• 字典的创建可以使用花括号（注意，空花括号默认为空字典，空集合应为 set()），花括号里面的元素都由 关键字: 值 构成：

•   students = {}
    students = {"111-23-2323": "John", "22-34-3434": "Peter"}
  

添加、修改、获取值

• 添加一个条目到字典中，直接对下标关键字赋值即可：dictionary[key] = value，若关键字已存在，直接替换旧值
• 删除条目的语法为：del dictionary[key]
• 与此同时，可以对字典中的关键字进行遍历，获取所有元素值

len 函数

• len(dictionary) 返回字典中所有元素的个数

检测关键字

• 检测关键字是否在字典中，使用 in 语法

相等性检测

• 字典是有序的，使用 ==、!= 判定相等或不相等时，会考虑关键字-值的相等以及出现顺序的一致

字典方法

• 以下是其他字典对象的方法及其作用：

• 方法名	作用
  keys()	返回一个关键字序列
  values()	返回一个值序列
  items()	返回一个元组序列，每个元组都是一个条目的(键，值)
  clear()	删除所有条目
  get(key)	返回这个关键字对应的值
  pop(key)	删除这个关键字对应的条目并返回它的值
  popitem(key)	返回一个随机选择的键值对作为元组并删除这个被选择的条目