python之旅第六站(python的内置数据结构:列表,元组,集合,字典)

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第六章:python的内置数据结构

一.什么是内置数据结构?

数据结构是一个很大的概念,这里简单描述为 计算机组织和存储数据的方式.
更通俗易懂的来理解,可以把数据比作居民,对于不同小区,不同户型就是不同的结构,房子作为组织数据的结构,居民为数据.
例如:一室一厅住一个人,两室一厅住两个人就好比两种数据结构,一种是存放一个数据,另一种是存放两个数据.
居民和房子看做一个整体组成一种数据结构,住在树上的原始人,山顶洞人也各为一种数据结构.
那么内置数据结构就是官方已经准备好的数据结构,可以直接拿来用的.各种编程语言都有提供这些.
如java中的array,list,map等,python为我们提供了4种经常用并且很有用的数据结构:列表,元组,集合,字典.

二.内置数据结构的演示

列表

用来存储一组有序数据元素的数据结构,元素之间用逗号分隔.(每一个数据都称为一个元素)
列表中的数据元素应该包括在方括号中 [ ].
列表是可变的数据类型(创建之后可以对其元素进行改变), 一旦创建了一个列表,可以添加, 删除或者搜索列表中的元素.
列表中的元素不必是相同的类型.
如果只有一对方括号而没有任何元素则表示空列表.

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等号 = 直接将创建的列表赋值给变量：

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使用type()查看列表的类型:

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对列表的操作与字符串很类似. 列表也可以像字符串一样与一个数字相乘,实现复制功能:

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列表获取指定位置的元素和字符串是一致的,主要有普通索引和截取两种. 普通索引是获取某一特定位置的元素：

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按索引截取,操作同字符串一样,但截取的结果是一个列表:

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与字符串不同的地方是字符串无法通过指定位置修改该位置的内容. 尝试修改字符串的内容,程序会报错:

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而列表可以：

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列表常用的函数(官方所提供的)

函数名称	函数说明
append()	在列表尾部追加新的元素
count()	统计元素在列表中出现的次数
extend()	在列表末尾一次性追加另一个序列中的多个值
insert()	将对象插入列表中
pop()	移除列表中的一个元素，并返回该元素的值
reverse()	对列表中的元素反向存储
sort()	对列表进行排序
index()	在列表中找出某个值第一次出现的位置
remove()	用于移除列表中某个值的第一个匹配项
len()	返回列表元素个数
max()	返回列表元素中的最大值
min()	返回列表元素中的最小值

对这些函数进行简单的演示:

创建列表并使用append()函数为列表尾部追加元素:

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使用count()函数查看指定元素的个数:

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使用extend()函数可以将另一个列表直接拼接到当前列表尾部,类似字符串的 + 号(一般可迭代对象都可以这样用,以后会说迭代器):

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在指定位置插入元素用 insert():

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通过pop()函数删除元素并返回这次删除的元素,默认删除了列表最后一个位置的元素.也可以在括号指定索引:

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通过指定索引删除时,会发生越界问题:

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想要指定元素进行删除可以使用remove()函数:

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清除整个列表的元素可以使用clear()函数:

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对列表的元素进行排序可以用sort()函数：

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反向排序:

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获取一个元素在列表中第一次出现的位置用index():

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获取列表中元素的个数用len():

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max()和min(),分别是求最大值和最小值,在很多地方都有用:

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元组

元组是序列数据结构的另一个重要类型,元组与列表非常类似,唯一的不同是元组一经定义,其内容就不能修改(不可变类型).
从形式上,元组的所有元素放在一对括号中,元素之间使用逗号分隔,如果元组中只有一个元素则必须在最后增加一个逗号.
元组的创建非常简单,可以直接在一对括号中用逗号分隔来创建一个元组:

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元组内元素的获取方法主要分为普通索引和截取两种: 普通索引,同列表一样:

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按索引截取的结果也是一个元组:

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元组是不可变类型,同字符串:

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max(),min(),len()同样适用于元组:

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查找元素位置的index()也可以用:

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"但是增删改,插入之类的操作不适用于元组,因为元组是不可变的."

集合

集合（set）属于python数据结构中的无序可变序列,使用一对大括号作为定界符,元素之间使用逗号分隔.
同一个集合内的每个元素都是唯一的,元素之间不允许重复.
集合中只能包含数字,字符串,元组等不可变类型的数据;而不能包含列表,字典,集合等可变类型的数据.
创建一个集合在{ }中用逗号将各个值,分隔开来就行了.

可以看出输出顺序和添加顺序不一致,说明集合是无序的(看起来输出是有序的,但也仅限于看起来,集合中的元素是没有索引的). 因为集合没有顺序,因此不能使用索引访问元素.另外也不能通过索引删除元素:

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集合中每个元素都是唯一的:

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集合是可变数据类型,虽然无法通过索引添加,删除里边的元素,但是可以通过add()函数添加一个元素,具体添加的位置是python帮我们选的:

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通过remove()函数删除指定元素:

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要想元素不存在时执行删除不会报错,可以使用discard():

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pop()函数是随机删除一个元素:

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clear()函数同样可以用来清空一个集合(很多类似的通用函数,大家要敢想,去尝试,就会发现新大陆):

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上面演示并没有用 { }空大括号创建集合,因为这样并不是一个集合,而是下面要说的字典(dict):

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字典

字典是包含若干“键:值”元素的无序可变序列,字典中的每个元素包含用冒号分隔开的“键”和“值”两部分,表示一种映射或对应关系,类似于通过联系人姓名查找地址和联系人详细情况的地址簿,即把键（名字）和值（详细情况）联系在一起.
定义字典时,每个元素的“键”和“值”之间用冒号分隔,不同元素之间用逗号分隔,所有的元素放在一对大括号“｛｝”中.
字典中元素的“键”的类型必须是python的不可变类型,例如数字类型,字符串类型,元组类型等;但不能使用列表,集合,字典或其他可变类型作为字典的“键”.
另外,字典中的“键”不允许重复,而“值”是可以重复的.