Python深入学习之四个关键数据结构（列表、元组、字典、集合）

一、对四个关键数据结构的认识
数据结构是我们学习编程语言遇到的第一个非常重要的课题。在实际编写代码时，处理单个数据、字符的加减乘除还是与或非操作，想必都是很简单的。但是在处理一组数据、字符的操作时，往往就很复杂。比如C语言，对语法的强制要求，我们在进行数组的操作时，需要考虑数据格式/类型、元素数量、是否可以动态变更、如何有效实现查找等。python就很好的解决了这些比较头疼的问题，这是感觉比较厉害的地方。之前我也用过matlab，python很类似，但是python又比matlab的系统兼容性和功能多样性上有明显的提升。因此，对于python内部定义的四个重要数据结构，最好吃透，多联系，益处很多。
二、具体应用解析
（一）列表
系统中，用中括号来识别列表。中括号很有意思，小括号说明已经不能再变动了，大括号说明还要装东西，中括号则可大可小，可以变成的形式很多，应用范围也最广，直接用下面的代码可以很清晰的展示出来：

import sys
#list内元素的数据类型可以不同,也可以是另外一个list,各种类型都可以加进去
list1 = ['frui','male',100,'python',[2019,2018,2020],'cc']
list2 = ['']
print(list1) #print语句很强大，可以直接输出列表所有信息
#通过索引的形式来访问列表中的具体值，冒号代表一段区间
print (list1[:])#两头没写说明是全部区间，同list1
print (list1[0],list1[2])  #索引是从0开始的
print (list1[-1],list1[-3]) #索引可以倒着来，最后一个是-1
print (list1[0:3]) #这个表示从0开始，需要3个元素
print (list1[:3]) #这个与上个结果是一样的
print (list1[-3:]) #从倒数第3个元素开始打印，直到最后
list1.append("linux") #在列表末尾追加元素
list1.insert(1,"linux") #直接把元素插入的指定位置
list1[0] = "jay" #（改）直接替换某个位置元素
#delete
list1.pop() #删除list末尾的元素
list1.pop(1) #删除指定位置的元素
del list1[0]
list1.remove("python") #移除指定字符串
print (list1)
print (list1.index(100)) #查找已知元素的索引
print (list1[list1.index(100)])
print (list1.count(100)) #打印某元素在列表中的数量
list1.clear() #清除整个列表
list1.reverse() #反转整个列表
list1.sort() #排序 按ASCII码顺序排序,若元素中有list类型，则无法排序，为什么？
list2 = [1,2,3,4]
list1.extend(list2) #列表合并
print (list1)
del list2 #删除整个变量

显示的结果：
[‘frui’, ‘male’, 100, ‘python’, [2019, 2018, 2020], ‘cc’]
[‘frui’, ‘male’, 100, ‘python’, [2019, 2018, 2020], ‘cc’]
frui 100
cc python
[‘frui’, ‘male’, 100]
[‘frui’, ‘male’, 100]
[‘python’, [2019, 2018, 2020], ‘cc’]
[‘male’, 100, [2019, 2018, 2020], ‘cc’]
1
100
1
[1, 2, 3, 4]

（二）元组
系统中，元组就是一个不可变更的固定数组。我们可以对数组内的元素进行计算，提取，但不能更改，删除。相当于C语言的const常量数组。测试代码：

import sys

tp1 = (1,2,3,4,3)
tp2 = ('frui', 27)
tp3 = "a", "b", "c", "d";
tp4 = () #创建空元组
print(tp1.count(3))
print(tp2)
print(tp3[1])
print(tp4)

相应的结果是：
2
(‘frui’, 27)
b
()
没有append\remove等等代码，比较简单，学会了list,这个很快就会了。
（三）字典
很形象的一个功能。我们查字典最重要的是要有目录标签，然后查找内容，python的字典类似，在每一个内容前，多加一个标签（我们也可以理解为自定义索引），看看示例吧：

import sys

Userinfo = {
    'st1':"Tian zzh",
    'st2':"Li JM",
    'st3':"ZHU xn",
    'st4':"Lu DY",
}
print (Userinfo)
print(Userinfo['st2'])  #显示st2的具体值
Userinfo['st3']="Deng YP"  #修改值
Userinfo['st1']="Deng YP"
print(Userinfo['st3'])  #显示st3的具体值
Userinfo[3]="Lin LG"#添加值，这里3不是单纯的数字，系统会识别为一个标签
print(Userinfo[3])  #显示st3的具体值
Userinfo.pop('st4') #删除了'st4'的标签和信息，这是一对
print (len(Userinfo))#显示userinfo的内容个数
print(Userinfo)

结果：
{‘st1’: ‘Tian zzh’, ‘st2’: ‘Li JM’, ‘st3’: ‘ZHU xn’, ‘st4’: ‘Lu DY’}
Li JM
Deng YP
Lin LG
4
{‘st1’: ‘Deng YP’, ‘st2’: ‘Li JM’, ‘st3’: ‘Deng YP’, 3: ‘Lin LG’}
（四）集合
集合是个数学概念，我们上学时涉及到的集合和系统的集合意思基本一样，它是一个没有排序的、不重复的数组。它也用大括号来表示，与字典不同的是，集合没有冒号，只有逗号。这是区别集合和字典的关键。看看示例：

import sys
basket1 = {'apple', 'orange', 'apple', 'pear', 'orange', 'banana'}
basket2= {'apple', 'egg', 'apple', 'meet', 'orange', 'banana'}
print(basket1)
print(basket1.intersection(basket2))  #求两个集合的交集
print(basket1.difference(basket2))#显示集合basket1有但basket2没有的,也叫差集
print(basket1.union(basket2))#求并集

结果：
{‘apple’, ‘banana’, ‘pear’, ‘orange’}
{‘apple’, ‘banana’, ‘orange’}
{‘pear’}
{‘apple’, ‘orange’, ‘meet’, ‘pear’, ‘banana’, ‘egg’}
三、几点思考
（一）总的来看，我觉得列表和元组是我们常见的，字典和集合科研工作可能用的会多一些，日常生活中并不一定都会用到。当然根据个人实际使用喜好来。
（二）使用pycharm软件，这些结构的大部分功能都能找到，关键是如何得心应手的使用很关键，勤加练习才是王道。