Python 101 列表增删改查常用操作及效率

列表和字典占据了我们编程的大部分，这篇我们重点来分享列表。

0. 内建常用数据结构：

内建常用数据结构有两种。在学习列表之前，我们首先要定位列表属于顺序表。：

1. 序列sequence
   • 字符串str，字节序列byte、bytearray
   • 列表list、元组tuple
2. 键值对
   • 集合set
   • 字典dict

线性数据结构

线性表：

• 有有穷个元素组成；

顺序表：

• 使用一大块连续内存存储表中的元素

链接表

• 链表之间的联系不是像顺序表，一个挨着一个摆放，他们是散放的，分布是不均匀的。他们前一个知道下一个的内存地址，他们就是靠这种关系关联起来的；那么为了找到下一个元素，就需要按照地址顺序查找，这种遍历因为是按照地址顺序查找的，所以速度还可以，不过要考虑数据量大的情况；
• 分散存储的元素链接起来。链表节点的实现：

class Node(object):
    """节点"""
    def __init__(self, elem):
        self.elem = elem
        self.next = None

1. Python list列表的属性

列表的特征

• 列表是可索引的 --说明列表里面元素是有序排列的。

• 列表是可变的

• 列表可遍历–说明列表是容器。

• 列表是有序的–说明列表是用顺序表实现的。

• 列表是线性表

列表的索引

正索引：从做到右，从0开始 [0, len()-1]
负索引：从右到左，从-1开始 [-len(), -1]
索引定位的时间复杂度O(1),是列表最好的使用方式。

Python列表的增删改查脑图（双击查看大图）：

2. Python列表的查询

     2.1 index

     2.2 count

index和count能少用则少用

     2.3 len

查询	方法	原理	复杂度	代码片
index	index(value,start,[stop])	通过value值，从指定区间查找列表内的元素是否匹配；匹配到第一个就立即返回索引；匹配不到，抛出异常ValueError	O(n),即随着列表数量规模的增大，复杂度增高 On	a = [1,2,4,‘a’] print(a.index(99))
count	count(value)	返回列表中匹配Value的次数（重复次数查询）	O(n),即随着列表数量规模的增大，复杂度增高 O n	a = [1,2,2,4,‘a’] a.count(2) print(a.count(2))

// index 例子
a = [1,2,3,4]
print(a.index(99)）
>>> ValueError

3. Python list列表的修改

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3.1. append insert 和extend

     3.1.1 insert

insert() 函数用于将指定对象插入列表的指定位置。

语法
insert()方法语法：
list.insert(index, obj)

参数
index – 对象 obj 需要插入的索引位置。
obj – 要插入列表中的对象。

返回值
该方法没有返回值，但会在列表指定位置插入对象。
list.append(object) 向列表中添加一个对象object;
list.extend(sequence) 把一个序列seq的内容添加到列表中。

insert() 函数用于将指定对象插入列表的指定位置。

music_media = ['compact disc', '8-track tape', 'long playing record']
new_media = ['DVD Audio disc', 'Super Audio CD']
music_media.append(new_media)
print music_media
>>>['compact disc', '8-track tape', 'long playing record', ['DVD Audio disc', 'Super Audio CD']]

3.1.2 append

定位时间复杂度是O(1)。
使用append的时候，是将new_media看作一个对象，整体打包添加到music_media对象中。

music_media = ['compact disc', '8-track tape', 'long playing record']
new_media = ['DVD Audio disc', 'Super Audio CD']
music_media.extend(new_media)
print music_media
>>>['compact disc', '8-track tape', 'long playing record', 'DVD Audio disc', 'Super Audio CD']

3.1.3 extend

使用extend的时候，是将new_media看作一个序列，将这个序列和music_media序列合并，并放在其后面。

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3.2. *是浅拷贝

深拷贝引用模块copy：

    3.3 + 拼接

3.4 * 是将列表里面的元素重复3次

4. Python list列表的删除

练习环境：

str="周一不加班"
list= list(str)
list.pop()
list.remove("一")
list.insert(1,'周')
list.append('班')
print(list)

4.1 删除Remove（by元素）

Remove没有返回值：

str="周一不加班"
list= list(str)
return_remove= list.remove('一')
print(return_remove)

4.2 删除POP （by下标）

str="周一不加班"
list= list(str)
return_pop= list.pop(2)
print(return_pop)

4.3 clear

清除所有元素，剩下空列表，虽然效率很高，但是好不容易生成在内存的数据，为什么突然要使用clear

Python 中一切皆对象，而对象都是引用类型， 可以理解为一个地址指针指向这个对象。
但是字面常量字符串、数值等表现，不像引用类型，暂时可以理解为简单类型。
而列表、元组、字典，已经后续的类和实例都是引用类型。
可以认为简单类型直接存在列表中，而一弄类型质数把引用地址存在了列表中

5. Sort和Sorted 排序

5.1使用sort排序

默认是升序，如果降序则加reverse = Ture：

如果要比较字符，加key=str

对字符数字进行排序：

使用sort()方法对list排序会修改list本身,不会返回新list，通常此方法不如sorted()方便，但是如果你不需要保留原来的list，此方法将更有效sort()。

sort()不能对dict字典进行排序

sort() 函数用于对原列表进行排序，如果指定参数，则使用比较函数指定的比较函数。

语法：
list.sort( key=None, reverse=False)
参数:
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）。
返回值
该方法没有返回值，但是会对列表的对象进行排序。

5.2 使用sorted()排序

my_list = [3, 5, 1, 4, 2]
result = sorted(my_list)
print result

#输出： [1, 2, 3, 4, 5]

5.3. 反转 Reverse

将元素反转

Python列表操作的时间复杂度：

Python字典操作的时间复杂度：¹

栈和队列

• 栈：后进先出，在内存上有两种内部实现，可以是列表或者链接表，效率基本相同。
• 队： 先进先出队列一般不用列表，而是用链表。

• 今日学习计划

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1. 时间复杂度测量方法
   ↩︎