Python 测开27期 - julia - 学习笔记 - Python常用数据结构

学习笔记
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Python常用数据结构

list 列表

列表定义

  • 列表是有序的可变元素的集合，使用中括号[]包围，元素之间用逗号分隔
  • 列表是动态的，可以随时扩展和收缩
  • 列表是异构的，可以同时存放不同类型的对象
  • 列表中允许出现重复元素

列表使用：创建

  • 创建列表
    • 通过构造函数创建 li = list()
    • 中括号创建并填充 li = [1,2,3]
    • 列表推导式li = [x for x in range(10)]

列表使用：索引

  • 索引
    • 默认正向索引，编号从 0 开始。
    • 支持反向索引，编号从-1 开始。

列表使用：切片

  • 切片 [start: stop: step]
    • start 值: 指示开始索引值，如果没有指定，则默认开始值为 0；
    • stop 值: 指示到哪个索引值结束，但不包括这个结束索引值。如果没有指定，则取列表允许的最大索引值；
    • step 值: 步长值指示每一步大小，如果没有指定，则默认步长值为 1。
    • 三个值都是可选的，非必填

列表使用：运算符

  • 重复
    • 使用 * 运算符可以重复生成列表元素。
  • 合并
    • 使用 + 加号运算符，可以将两个列表合二为一。

列表使用：成员检测

  • in：检查一个对象是否在列表中，如果在则返回 True，否则返回 False。
  • not in：检查一个列表是否不包含某个元素。如果不在返回 True，否则返回 False。

列表方法 append()

  • append(item)：将一个对象 item 添加到列表的末尾。
  • 入参：对象 item
  • 返回：None

列表方法 extend()

  • extend(iterable)：将一个可迭代对象的所有元素，添加到列表末尾。
  • 入参：可迭代对象 iterable
  • 返回：None

列表方法 insert()

  • insert(index, item)：将一个对象插入到指定的索引位置
  • 入参：索引值 index ，一个对象 item
  • 返回：None
  • 原索引位置及后面的元素后移一位

列表方法 pop()

  • pop(index) 或 pop()
  • 弹出并返回所指定索引的元素。
  • 入参：索引值 index，可不传
  • 返回：指定索引的元素
  • 返回：未指定索引则返回末尾元素
  • 如果索引值不正确，或者列表已经为空，则引发 IndexError 错误

列表方法 remove()

  • remove(item)
  • 移除列表中第一个等于 item 的元素
  • 入参：指定元素 item
  • 返回：None
  • 目标元素必须已存在，否则会报 ValueError

列表方法 sort()

  • sort(key=None, reverse=False)
  • 对列表进行原地排序，只使用 < 来进行各项间比较。
  • 入参：支持 2 个关键字参数：
    • key：指定带有一个参数的函数，用于从每个列表元素中提取比较键。
    • reverse：默认值为 False 表示升序，为 True 表示降序
  • 返回：None

列表方法 reverse()

  • reverse()：将列表中的元素顺序反转
  • 参数：无
  • 返回：None
  • 反转只是针对索引值，元素之间不相互比较。

列表嵌套

  • 嵌套列表是指在列表里存放列表
  • 列表的常用方法都适用于嵌套列表

列表推导式

  • 列表推导式是指循环创建列表，相当于 for 循环创建列表的简化版
  • 语法：[x for x in li if x ...]

Tuple 元组

元组定义

  • 元组是有序的不可变对象集合
  • 元组使用小括号包围，各个对象之间使用逗号分隔
  • 元组是异构的，可以包含多种数据类型

元组使用：创建

  • 创建
    • 使用逗号分隔 tp = 1,2,3
    • 通过小括号填充元素tp = (1,2,3)
    • 通过构造方法 tuple(iterable)

元组使用：索引

  • 索引
  • 可以通过索引值来访问对应的元素。
    • 正向索引，默认编号从 0 开始
    • 反向索引，默认编号从-1 开始

元组使用：切片

  • 切片 [start: stop: step]
    • 三个值都是可选的，非必填
    • start 值: 指示开始索引值，如果没有指定，则默认开始值为 0；
    • stop 值：指示到哪个索引值结束，但不包括这个结束索引值。如果没有指定，则取元组允许的最大索引值；
    • step 值：步长值指示每一步大小，如果没有指定，则默认步长值为 1。

元组常用方法 index()

  • index(item)
  • 返回与目标元素相匹配的首个元素的索引。
  • 目标必须在元组中存在的，否则会报错

元组常用方法 count()

  • count(item)：返回某个元素出现的次数。
  • 入参：对象 item
  • 返回：次数

元组解包

  • 元组解包：把一个可迭代对象里的元素，一并赋值到由对应的变量组成的元组中。
# 传统逐个赋值的方式
t = (1, 2, 3)
a = t[0]
b = t[1]
c = t[2]
print(a, b, c)

# 使用元组解包，一气呵成
a, b, c = (1, 2, 3)
print(a, b, c)

元组与列表

  • 相同点
    • 都是有序的
    • 都是异构的，能够包含不同类型的对象
    • 都支持索引和切片
  • 区别
    • 声明方式不同，元组使用()，列表使用 []
    • 列表是可变的，元组是不可变的

Set 集合

集合定义

  • 无序的唯一对象集合
  • 用大括号{}包围，对象相互之间使用逗号分隔
  • 集合是动态的，可以随时添加或删除元素
  • 集合是异构的，可以包含不同类型的数据

集合使用：创建

  • 创建
    • 通过使用{}填充元素
    • 通过构造方法 set()
    • 通过集合推导式
"""创建集合"""
# 1、使用大括号{}填充元素
st4 = {1, 2, 3}
st5 = {'a', 'b', 'c'}

# 2、使用构造方法创建集合
st1 = set()  # 空集合
st2 = set('hogwarts')

li = [1, 1, 2, 2, 3, 3]
st3 = set(li)


# 3、使用集合推导式
st6 = {x for x in li}

# 注意：不要单独使用{ }来创建空集合
st7 = {}  # 这是字典类型
print(type(st7))

集合使用：成员检测

  • in
    • 判断元素是否在集合中存在
  • not in
    • 判断元素是否在集合中不存在

集合方法 add()

  • add(item)：将单个对象添加到集合中
  • 入参：对象 item
  • 返回：None

集合方法 update()

  • update(iterable)
  • 批量添加来自可迭代对象中的所有元素
  • 入参：可迭代对象 iterable
  • 返回：None

集合方法 remove()

  • remove(item)：从集合中移除指定元素 item。
  • 入参：指定元素值
  • 返回：None
  • 如果 item 不存在于集合中则会引发 KeyError

集合方法 discard()

  • discard(item)：从集合中移除指定对象 item。
  • 入参：指定对象值
  • 返回：None
  • 元素 item 不存在没影响，不会抛出 KeyError 错误。

集合方法 pop()

  • pop()：随机从集合中移除并返回一个元素。
  • 入参：无。
  • 返回：被移除的元组。
  • 如果集合为空则会引发 KeyError。

集合方法 clear()

  • clear()：清空集合，移除所有元素
  • 入参：无
  • 返回：None

集合运算

集合运算：交集

  • 交集运算
  • intersection()
  • 操作符：&

集合运算：并集

  • 并集运算
  • union()
  • 操作符：｜

集合运算：差集

  • 差集运算
  • difference()
  • 操作符： -

集合推导式

  • 类似列表推导式，同样集合支持集合推导式
  • 语法：{x for x in ... if ...}

Dict 字典

字典定义

  • 字典是无序的键值对集合
  • 字典用大括号{}包围
  • 每个键/值对之间用一个逗号分隔
  • 各个键与值之间用一个冒号分隔
  • 字典是动态的

字典使用：创建

  • 创建字典
    • 使用大括号填充键值对
    • 通过构造方法 dict()
    • 使用字典推导式

字典使用：访问元素

  • 访问元素
    • 与字典也支持中括号记法[key]。
    • 字典使用键来访问其关联的值。
    • 访问时对应的 key 必须要存在

字典使用：操作元素

  • 语法：dict[key] = value
  • 添加元素
    • 键不存在
  • 修改元素
    • 键已经存在

字典使用：嵌套字典

  • 嵌套字典
  • 字典的值可以是字典对象

字典方法 keys()

  • keys()
  • 返回由字典键组成的一个新视图对象。
  • 入参：无

字典方法 values()

  • values()
  • 返回由字典值组成的一个新视图对象。

字典方法 items()

  • items()
  • 返回由字典项 ((键, 值) 对) 组成的一个新视图对象。

字典方法 get()

  • get(key)
  • 获取指定 key 关联的 value 值。
  • 入参：
    • key：字典的键，必传。
  • 返回：
    • 如果 key 存在于字典中，返回 key 关联的 value 值。
    • 如果 key 不存在，则返回 None。
  • 此方法的好处是无需担心 key 是否存在，永远都不会引发 KeyError 错误。

字典方法 update()

  • update(dict)
  • 使用来自 dict 的键/值对更新字典，覆盖原有的键和值。
  • 入参：
    • dict：字典对象，必传
  • 返回：None

字典方法 pop()

  • pop(key)
  • 删除指定 key 的键值对，并返回对应 value 值。
  • 入参：
    • key：必传
  • 返回：
    • 如果 key 存在于字典中，则将其移除并返回 value 值
    • 如果 key 不存在于字典中，则会引发 KeyError。

字典推导式

  • 字典推导式：可以从任何以键值对作为元素的可迭代对象中构建出字典。
  • 实例：给定一个字典对象{'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}，找出其中所有大于 1 的键值对，同时 value 值进行平方运算。
# 未使用字典推导式的写法
dc = {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}
d_old = dict()
for k, v in dc.items():
    if v > 1:
        d_old[k] = v ** 2
print(d_old)

# 使用字典推导式
d_new = {k : v ** 2 for k,v in dc.items() if v > 1 }
print(d_new)```