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python3數據結構

2019-11-08 02:17:08
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供稿:網友

列表

Python中列表是可變的,這是它區別于字符串和元組的最重要的特點,一句話概括即:列表可以修改,而字符串和元組不能。 以下是 Python 中列表的方法: 方法 描述 list.append(x) 把一個元素添加到列表的結尾,相當于 a[len(a):] = [x]。 list.extend(L) 通過添加指定列表的所有元素來擴充列表,相當于 a[len(a):] = L。 list.insert(i, x) 在指定位置插入一個元素。第一個參數是準備插入到其前面的那個元素的索引,例如 a.insert(0, x) 會插入到整個列表之前,而 a.insert(len(a), x) 相當于 a.append(x) 。 list.remove(x) 刪除列表中值為 x 的第一個元素。如果沒有這樣的元素,就會返回一個錯誤。 list.pop([i]) 從列表的指定位置刪除元素,并將其返回。如果沒有指定索引,a.pop()返回最后一個元素。元素隨即從列表中被刪除。(方法中 i 兩邊的方括號表示這個參數是可選的,而不是要求你輸入一對方括號,你會經常在 Python 庫參考手冊中遇到這樣的標記。) list.clear() 移除列表中的所有項,等于del a[:]。 list.index(x) 返回列表中第一個值為 x 的元素的索引。如果沒有匹配的元素就會返回一個錯誤。 list.count(x) 返回 x 在列表中出現的次數。 list.sort() 對列表中的元素進行排序。 list.reverse() 倒排列表中的元素。 list.copy() 返回列表的淺復制,等于a[:]。 下面示例演示了列表的大部分方法:

>>> a = [66.25, 333, 333, 1, 1234.5]>>> PRint(a.count(333), a.count(66.25), a.count('x'))2 1 0>>> a.insert(2, -1)>>> a.append(333)>>> a[66.25, 333, -1, 333, 1, 1234.5, 333]>>> a.index(333)1>>> a.remove(333)>>> a[66.25, -1, 333, 1, 1234.5, 333]>>> a.reverse()>>> a[333, 1234.5, 1, 333, -1, 66.25]>>> a.sort()>>> a[-1, 1, 66.25, 333, 333, 1234.5]

注意:類似 insert, remove 或 sort 等修改列表的方法沒有返回值。 將列表當做堆棧使用 列表方法使得列表可以很方便的作為一個堆棧來使用,堆棧作為特定的數據結構,最先進入的元素最后一個被釋放(后進先出)。用 append() 方法可以把一個元素添加到堆棧頂。用不指定索引的 pop() 方法可以把一個元素從堆棧頂釋放出來。例如:

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

將列表當作隊列使用 也可以把列表當做隊列用,只是在隊列里第一加入的元素,第一個取出來;但是拿列表用作這樣的目的效率不高。在列表的最后添加或者彈出元素速度快,然而在列表里插入或者從頭部彈出速度卻不快(因為所有其他的元素都得一個一個地移動)。

>>> from collections import deque>>> queue = deque(["Eric", "John", "Michael"])>>> queue.append("Terry") # Terry arrives>>> queue.append("Graham") # Graham arrives>>> queue.popleft() # The first to arrive now leaves'Eric'>>> queue.popleft() # The second to arrive now leaves'John'>>> queue # Remaining queue in order of arrivaldeque(['Michael', 'Terry', 'Graham'])

列表推導式 列表推導式提供了從序列創建列表的簡單途徑。通常應用程序將一些操作應用于某個序列的每個元素,用其獲得的結果作為生成新列表的元素,或者根據確定的判定條件創建子序列。 每個列表推導式都在 for 之后跟一個表達式,然后有零到多個 for 或 if 子句。返回結果是一個根據表達從其后的 for 和 if 上下文環境中生成出來的列表。如果希望表達式推導出一個元組,就必須使用括號。 這里我們將列表中每個數值乘三,獲得一個新的列表:

>>> vec = [2, 4, 6]>>> [3*x for x in vec][6, 12, 18]現在我們玩一點小花樣:>>> [[x, x**2] for x in vec][[2, 4], [4, 16], [6, 36]]

這里我們對序列里每一個元素逐個調用某方法:

>>> freshfruit = [' banana', ' loganberry ', 'passion fruit ']>>> [weapon.strip() for weapon in freshfruit]['banana', 'loganberry', 'passion fruit']

我們可以用 if 子句作為過濾器:

>>> [3*x for x in vec if x > 3][12, 18]>>> [3*x for x in vec if x < 2][]

以下是一些關于循環和其它技巧的演示:

>>> 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]

列表推導式可以使用復雜表達式或嵌套函數:

>>> [str(round(355/113, i)) for i in range(1, 6)]['3.1', '3.14', '3.142', '3.1416', '3.14159']

嵌套列表解析 Python的列表還可以嵌套。 以下實例展示了3X4的矩陣列表:

>>> matrix = [... [1, 2, 3, 4],... [5, 6, 7, 8],... [9, 10, 11, 12],... ]

以下實例將3X4的矩陣列表轉換為4X3列表:

>>> [[row[i] for row in matrix] for i in range(4)][[1, 5, 9], [2, 6, 10], [3, 7, 11], [4, 8, 12]]

以下實例也可以使用以下方法來實現:

>>> transposed = []>>> for i in range(4):... transposed.append([row[i] for row in matrix])...>>> transposed[[1, 5, 9], [2, 6, 10], [3, 7, 11], [4, 8, 12]]

另外一種實現方法:

>>> transposed = []>>> for i in range(4):... # the following 3 lines implement the nested listcomp... transposed_row = []... for row in matrix:... transposed_row.append(row[i])... transposed.append(transposed_row)...>>> transposed[[1, 5, 9], [2, 6, 10], [3, 7, 11], [4, 8, 12]]

del 語句 使用 del 語句可以從一個列表中依索引而不是值來刪除一個元素。這與使用 pop() 返回一個值不同。可以用 del 語句從列表中刪除一個切割,或清空整個列表(我們以前介紹的方法是給該切割賦一個空列表)。例如:

>>> a = [-1, 1, 66.25, 333, 333, 1234.5]>>> del a[0]>>> a[1, 66.25, 333, 333, 1234.5]>>> del a[2:4]>>> a[1, 66.25, 1234.5]>>> del a[:]>>> a[]

也可以用 del 刪除實體變量:

>>> del a

元組和序列

元組由若干逗號分隔的值組成,例如:

>>> t = 12345, 54321, 'hello!'>>> t[0]12345>>> t(12345, 54321, 'hello!')>>> # Tuples may be nested:... u = t, (1, 2, 3, 4, 5)>>> u((12345, 54321, 'hello!'), (1, 2, 3, 4, 5))

如你所見,元組在輸出時總是有括號的,以便于正確表達嵌套結構。在輸入時可能有或沒有括號, 不過括號通常是必須的(如果元組是更大的表達式的一部分)。

集合

集合是一個無序不重復元素的集。基本功能包括關系測試和消除重復元素。 可以用大括號({})創建集合。注意:如果要創建一個空集合,你必須用 set() 而不是 {} ;后者創建一個空的字典,下一節我們會介紹這個數據結構。 以下是一個簡單的演示:

>>> basket = {'apple', 'orange', 'apple', 'pear', 'orange', 'banana'}>>> print(basket) # 刪除重復的{'orange', 'banana', 'pear', 'apple'}>>> 'orange' in basket # 檢測成員True>>> 'crabgrass' in basketFalse>>> # 以下演示了兩個集合的操作...>>> a = set('abracadabra')>>> b = set('alacazam')>>> a # a 中唯一的字母{'a', 'r', 'b', 'c', 'd'}>>> a - b # 在 a 中的字母,但不在 b 中{'r', 'd', 'b'}>>> a | b # 在 a 或 b 中的字母{'a', 'c', 'r', 'd', 'b', 'm', 'z', 'l'}>>> a & b # 在 a 和 b 中都有的字母{'a', 'c'}>>> a ^ b # 在 a 或 b 中的字母,但不同時在 a 和 b 中{'r', 'd', 'b', 'm', 'z', 'l'}

集合也支持推導式:

>>> a = {x for x in 'abracadabra' if x not in 'abc'}>>> a{'r', 'd'}

字典

另一個非常有用的 Python 內建數據類型是字典。 序列是以連續的整數為索引,與此不同的是,字典以關鍵字為索引,關鍵字可以是任意不可變類型,通常用字符串或數值。 理解字典的最佳方式是把它看做無序的鍵=>值對集合。在同一個字典之內,關鍵字必須是互不相同。 一對大括號創建一個空的字典:{}。 這是一個字典運用的簡單例子:

>>> tel = {'jack': 4098, 'sape': 4139}>>> tel['guido'] = 4127>>> tel{'sape': 4139, 'guido': 4127, 'jack': 4098}>>> tel['jack']4098>>> del tel['sape']>>> tel['irv'] = 4127>>> tel{'guido': 4127, 'irv': 4127, 'jack': 4098}>>> list(tel.keys())['irv', 'guido', 'jack']>>> sorted(tel.keys())['guido', 'irv', 'jack']>>> 'guido' in telTrue>>> 'jack' not in telFalse

構造函數 dict() 直接從鍵值對元組列表中構建字典。如果有固定的模式,列表推導式指定特定的鍵值對:

>>> dict([('sape', 4139), ('guido', 4127), ('jack', 4098)]){'sape': 4139, 'jack': 4098, 'guido': 4127}

此外,字典推導可以用來創建任意鍵和值的表達式詞典:

>>> {x: x**2 for x in (2, 4, 6)}{2: 4, 4: 16, 6: 36}

如果關鍵字只是簡單的字符串,使用關鍵字參數指定鍵值對有時候更方便:

>>> dict(sape=4139, guido=4127, jack=4098){'sape': 4139, 'jack': 4098, 'guido': 4127}

遍歷技巧 在字典中遍歷時,關鍵字和對應的值可以使用 items() 方法同時解讀出來:

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

在序列中遍歷時,索引位置和對應值可以使用 enumerate() 函數同時得到:

>>> for i, v in enumerate(['tic', 'tac', 'toe']):... print(i, v)...0 tic1 tac2 toe

同時遍歷兩個或更多的序列,可以使用 zip() 組合:

>>> questions = ['name', 'quest', 'favorite color']>>> answers = ['lancelot', 'the holy grail', 'blue']>>> for q, a in zip(questions, answers):... print('What is your {0}? It is {1}.'.format(q, a))...What is your name? It is lancelot.What is your quest? It is the holy grail.What is your favorite color? It is blue.

要反向遍歷一個序列,首先指定這個序列,然后調用 reversesd() 函數:

>>> for i in reversed(range(1, 10, 2)):... print(i)...97531

要按順序遍歷一個序列,使用 sorted() 函數返回一個已排序的序列,并不修改原值:

>>> basket = ['apple', 'orange', 'apple', 'pear', 'orange', 'banana']>>> for f in sorted(set(basket)):... print(f)...applebananaorangepear
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