Python学习 Part3：数据结构

1. 深入列表：

所有的列表对象方法

list.append(x): 在列表的末尾添加一个元素

list.extend(L): 在列表的末尾添加一个指定列表的所有元素

list.insert(i,x): 在指定位置插入一个元素

list.remove(x): 删除列表中值为x的第一个元素，如果不存在这样的元素则引发错误

list.pop(i): 删除列表中指定位置元素并返回它（指元素值）。如果省略索引，a.pop()会删除并返回列表中的最后一个元素

list.index(x): 返回列表中值为x的第一个元素的索引，如果不存在这样的元素则引发错误

list.count(x): 返回列表中元素x出现的次数

list.sort(): 对列表中的元素进行排序

list.reverse(): 反转列表中的元素

>>> a=[2,3,4,5,6,7,5,32,1]
>>> a.append(9)
>>> print(a)
[2, 3, 4, 5, 6, 7, 5, 32, 1, 9]
>>> a.extend([99,999])
>>> print(a)
[2, 3, 4, 5, 6, 7, 5, 32, 1, 9, 99, 999]
>>> a.insert(1,9999)
>>> print(a)
[2, 9999, 3, 4, 5, 6, 7, 5, 32, 1, 9, 99, 999]
>>> a.remove(5)
>>> print(a)
[2, 9999, 3, 4, 6, 7, 5, 32, 1, 9, 99, 999]
>>> x=a.pop(5)
>>> print(x)
7
>>> print(a.index(9999))
1
>>> print(a.count(9))
1
>>> a.sort()
>>> print(a)
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 9, 32, 99, 999, 9999]
>>> a.reverse()
>>> print(a)
[9999, 999, 99, 32, 9, 6, 5, 4, 3, 2, 1]
>>>

用列表实现堆栈

堆栈功能：最后添加的元素是第一个被返回的元素。要想在堆栈顶部添加一个元素，可以使用append()方法；要想要返回堆栈顶部的元素，可以使用不指定索引参数的pop()方法

>>> stack=[3,4,5]
>>> stack.append(6)
>>> stack.append(7)
>>> stack
[3, 4, 5, 6, 7]
>>> stack.pop()
7
>>> stack
[3, 4, 5, 6]

用列表实现对列

对列功能：第一个被添加的元素第一个被返回。想要在对列尾部添加一个元素，可以使用append()方法；想要返回对列首部的元素，可以使用指定参数为0的pop()方法

>>> queue=["Eric","John","Lilian"]
>>> queue.append("Terry")
>>> queue
['Eric', 'John', 'Lilian', 'Terry']
>>> queue.pop(0)
'Eric'
>>> queue
['John', 'Lilian', 'Terry']

列表推导式

列表推导式为从序列中创建列表提供了一个简单的方法。

列表推导式由包含一个表达式的括号组成，表达式后面跟随一个for子句，之后可以有零或多个for或if子句。结果是一个列表，由表达式依据其后面的for和if子句上下文计算而来的结果构成。如果希望表达式产生一个元组，则必须用括号包裹

>>> vec1=[2,4,6]
>>> vec2=[4,3,-9]
>>> [x*y for x in vec1 for y in vec2]
[8, 6, -18, 16, 12, -36, 24, 18, -54]
>>> [x+y for x in vec1 for y in vec2]
[6, 5, -7, 8, 7, -5, 10, 9, -3]
>>> [vec1[i]*vec2[i] for i in range(len(vec1))]
[8, 12, -54]
>>> [str(round(355/113,i)) for i in range(1,6)]
['3.1', '3.14', '3.142', '3.1416', '3.14159']

2. del语句

使用索引而不是值从列表中删除一个元素。与具有返回值得pop()方法不同。del语句也可以用来删除列表的一个片段或者清空整个列表

>>> a=[-1,1,3,45,6,6]
>>> del a[0]
>>> a
[1, 3, 45, 6, 6]
>>> del a[2:4]
>>> a
[1, 3, 6]
>>> del a[:]
>>> a
[]
>>>
>>> #del也可以用来删除整个变量
>>> del a
>>> a
Traceback (most recent call last):
File "<pyshell#68>", line 1, in <module>
a
NameError: name 'a' is not defined
>>>

3. 元组和序列

元组由若干逗号分隔的值组成，输出时总是用括号包裹。在输入时两边的括号是可选的。

>>> t=12345,54321,'Hello!'
>>> t[0]
12345
>>> t
(12345, 54321, 'Hello!')
>>> u=t,(1,2,3)
>>> u
((12345, 54321, 'Hello!'), (1, 2, 3))

一个特殊的问题就是构造包含0或1个元素的元组：空元组由一对空括号构成，包含一个元素的元组需要在其后面跟一个逗号来构成

>>> empty=()
>>> singleton='Hello',
>>> len(empty)
0
>>> len(singleton)
1
>>> singleton
('Hello',)
>>>

t=12345,54321,'Hello!'语句是元组封装的一个示例，值12345，54321，‘hello!’ 被封装进一个元组，其逆反操作也是可以的：

>>> t=12345,54321,'Hello!'
>>> x,y,z=t
>>> x
12345
>>> y
54321
>>> z
'Hello!'

4. 集合

集合就是一个包含不同元组的无序集，基本功能包括关系测试和剔除重复记录。集合对象同样支持数学操作，像联合，交，差和对称差

大括号或set()函数可以用来创建集合。注意：想要创建空集合，必须使用set()而不是{}。后者用于创建空字典

>>> basket={'apple','orange','apple','pear','orange','banana'}
>>> print(basket)
{'banana', 'orange', 'pear', 'apple'}
>>> fruit=['apple','orange','apple','pear','orange','banana']
>>> fruit=set(basket)
>>> fruit
{'banana', 'orange', 'pear', 'apple'}
>>> fruit={'orange','apple'}
>>> fruit
{'orange', 'apple'}
>>> 'orange' in fruit
True
>>> 'crabgrass' in fruit
False
>>> a=set('abracadabra')
>>> b=set('alacazam')
>>> a
{'b', 'r', 'a', 'd', 'c'}
>>> a-b
{'b', 'r', 'd'}
>>> a|b
{'b', 'c', 'a', 'd', 'l', 'm', 'r', 'z'}
>>> a&b
{'c', 'a'}
>>> a^b
{'b', 'd', 'l', 'm', 'r', 'z'}
>>> a={x for x in 'abracadabra' if x not in 'abc'}
>>> a
{'r', 'd'}

5. 字典

与序列不同，序列式以连续的数字作为索引，而字典是以关键字作为索引。关键字可以是任意不可变类型，数字和字符串都可以作为关键字。如果元组只包含数字、字符串或元组，那么也可以作为关键字使用。不能将列表作为关键字，因为列表可以通过索引赋值、切片赋值或append(),extend()方法改变

可以将字典解释成一个无序的key:value对，其中关键字必须是互不相同的

字典的主要操作就是根据关键字来存储或获取值。同样可以使用del删除key:value对

>>> tel={'jack':4098,'sape':4139}
>>> tel['guido']=4127
>>> tel
{'guido': 4127, 'sape': 4139, 'jack': 4098}
>>> tel['jack']
4098
>>> del tel['sape']
>>> tel['irv']=4127
>>> tel
{'guido': 4127, 'irv': 4127, 'jack': 4098}
>>> list(tel.keys())
['guido', 'irv', 'jack']
>>> sorted(tel.keys())
['guido', 'irv', 'jack']
>>> 'guido' in tel
True
>>> #dict()构造函数可以直接从key-value对中创建字典：
>>> dict([('sape',4139),('guido',4127),('jack',4098)])
{'guido': 4127, 'jack': 4098, 'sape': 4139}
>>> # 字典推导式可以从任意的键值表达式中创建字典
>>> {x: x**2 for x in (2,4,6)}
{2: 4, 4: 16, 6: 36}

6. 遍历技巧

当遍历字典时，关键字及其对应的值可以使用items()方法同时获得

>>> knights={'gallahad':'the pure','robin':'the brave'}
>>> for k,v in knights.items():
print(k,v)

robin the brave
gallahad the pure

当遍历一个序列时，位置索引及其对应的值可以使用enumerate()函数同时获取

>>> for i, v in enumerate(['tic','tac','toe']):
print(i,v)

0 tic
1 tac
2 toe

想要同时遍历两个或更多序列时，可以使用zip()函数将属性组合

>>> questions=['name','quest','favorite','color']
>>> answers=['lancelot','the holy grail','blue']
>>> for q,a in zip(questions,answers):
print(q,a)

name lancelot
quest the holy grail
favorite blue