python 集合详解

字符串

一个个字符组成的有序的序列，时字符的集合
使用单引，双引，三引 引住的字符序列
字符时不可变的对象

bytes定义

bytes不可变字节序列
使用b前缀定义
只允许基本ASCII使用字符形式
支持索引 返回对应的数，int类型

bytearray定义

字节数组
可变
append 可在尾部追加元素
insert   在指定索引位置插入元素
extend  将一个可迭代的整数集合追加到当前bytearray
pop(index=-01)  从指定索引上移除元素，默认从尾部移除
remove（value） 找到第一个value移除，找不到抛出VlaueError异常
上述方法若需要使用int类型，值在【0，255】
clear（）清空bytearray
reverse（）反转bytearray ，就地修改
编码：
字符串按照不同的字符集编码encode返回字节序列bytes
字节序列按照不同的字符集解码decode返回字符串

线性结构

可迭代 for...in
len可以获取其长度
可以通过索引访问
可以切片

切片

通过索引区间访问线性结构的一段数据
sequence[start：stop]，表示返回[start，stop]区间的子序列
支持负索引
strat为0可以省略
stop为末尾，可以省略
超过上界（右边界），取到末尾；超过下届（左边界），取其开头
strat一定要在stop的左边
[：] 表示从头到尾，全部元素被取出，等效于copy( )方法

封装和结构

解构

把线性结构的元素解开，并顺序的赋给其他变量
左边接纳的变量数要和右边解开的数目一致

python3 的解构

使用 *变量名接收 不能单独使用
     被 *变量名 收集后组成一个列表

丢弃变量

不成文的约定，不是标准
如果不关心一个变量，可以定位这个变量的名字为__
__是一个合法的标识符，也可以作为一个有效的数量使用，但是定义成下划线就是希望不被使用，除非明确知道这个数据需要使用

_这变量本身无任何语义，没有任何可读性，
     python中有很多库都是用这个变量，使用十分广泛，在不明确变量作用域的情况下，使用_和库中的_冲突

练习

lst=list(range(10)) 取出第二个，第四个，倒数第二个
_,sec，_,F,*_,n,_=lst

从lst=[1,(2,3,4),5]中，提取4出来
_,(*_,a),_=lst

从JAVA_HOME=/usr/bin，返回变量名和路径
s='JAVA_HOME=/usr/bin'
name,_path=s.prtition('=')

总结：
解构，是python中提供的很好的功能，可以方便的提取复杂数据解构的值
配合_的使用，会更加便利 

set

可变的，无序的，不重复的元素的集合
set是可迭代的
set可以用来去重
set的元素是要求必须可以hash的
目前已学过的不可hash的类型有 list、set
元素不可以被索引

set增加
add(value)
     增加一个元素到set中
     如果元素存在，什么都不做
update（*others）
     合并其他元素到set集合中来
     参数others必须是可迭代对象
     就地修改

set删除
remove（elem）
     从set中移除一个数
     元素不存在，会抛出KeyError错误:  通过hash值查找，直接删除对应hash值的数

discard（elem）
     从set中移除一个元素
     元素不存在，不会抛错误

pop( )-->item
     不可以删除指定数值
     移除并返回任意的元素，
     空集返回KeyError异常

clear( )
     移除所有元素

set的修改和查询
     修改：
          要么删除，要么加入新的元素，没有修改

     查询：
          非线性结构，无法索引

     遍历：
          可迭代所有元素

成员运算符：
     in和not in 可以判断元素是否在set中

set和线性结构
线性结构的查询时间复杂度都是O(n)，随着数据规模增大，耗时增加
ser、dict等结构，内部使用hash值作为key，时间复杂度可以为O(1)，查询时间和数据规模无关

可hash
     数值型 int、float、complex
     布尔型 True、False
     字符串 string、bytes
     tuple
     None
     以上都是不可变类型，成为可hash类型，hashable
set的元素必须是可hash的

集合

 基本概念
          全集
                    所有元素的集合，如实数集，所有实数组成的集合就是全集
          子集
                    一个集合A所有元素都在另一个集合B内,A是B的子集，B是A的超集
          真子集和真超集
                    A是B的子集，且A不等于B，A就是B的真子集，B是A的真超集
          并集： 多个集合合并的结果
          交集：多个集合的公共部分
          差集： 集合中出去和其他集合公共部分

并集

  将两个集合A和B所有的元素合并到一起，组成的元素乘坐集合A与集合B的并集

               比较运算： union（*others）

               union用法：

返回和多个集合合并后的新集合（如图所示A与B的相交部分）、

   ”|“：      union的代表符号

          update（*others）： 和多个集合合并，就地修改
          update的用法：

　　　　　　  =    :  update的代表符号

交集：

      集合A和B由所有属于A且属于B的元素组成的集合（如下图所示）：

          intersection(*others)
                    返回多个集合的交集（如下图所示）：
                              

&          ：intersection的代表符号

           intersection_update(*others)
               获取和多个集合的交集，并就地修改
          &=     ：intersection_updated 的表示符号

差集

差集
               集合A和B，由所有属于A且不属于B的元素组成的集合（如图所示）：
              

               diffrernce(*others)的用法
               

                    返回多个集合的差集

               — ： 表示为 difference的符号

               difference_(update):
                    获取和多个集合的差集并就地修改
              

          —=  :  表示为difference_(update)的符号

对称差集

   对称差集：
                    集合A和B，由所有不属于A和B的交集元素组成的集合，记作(A-B)U(B-A):
                

               symmetric_differece(other)
               

               返回和另一个集合的差集
               ”^“    表示为symmetric_differece的表示符号
               symmetric_differece_update(other)
               

                获取另一个集合的差集并就地修改
               ”^=“ 表示为symmetric_differece_update(other)的使用符号
           issubset(other)、<=：
               判断当前集合是否是另一个集合的子集

           set1<set2:
               判断set1是否是set2的真子集

          issuperset(other)、>=
               判断set1是否是set的真超集

          isdisjoint(other)
               当前集合和另一个集合没有交集；没有交集，返回True

集合练习：

 共同好友；
          你的好友A,B,C 他的好友C,B,D， 求共同好友：
          交集问题： {'A','B','C'}.intersection({'B','C','D'})
             

          微信群提醒：
               XXX与群里其他人都不是微信朋友关系
                    并集：userid in (A|B|C|...)==FLASE,   A , B , C等是好友的并集，用户ID不在这个并集中，说明他和任何人都不是朋友

          权限判断：
               有一个API，要求同时具备A,B,C权限才能访问，用户权限B,C,D，判断该用户能否访问该API
               API集合为A，权限集合为P；A-P={},AP为空集，说明 P包含A
                                                        A.issubset（P）也行，A是P的子集
                                                        A&P=A也可以
               有一个API，要求具备A,B,C任意一项权限就可访问，用户权限B,C,D ，判断该用户能否访问该API
               一个总任务列表，储存所有任务，一个完成的任务列表。找出未完成的任务
                

               设所有的工作为ALL，已完成的工作为COMPLETED 用所有的减去已完成的得出未完成的
               

集合练习:
               随机产生2组各个数字的列表，如下要求：
                    每个数字取值范围[10,20]
                    统计20个数字中，一共有多少个不同的数字？
                    2组中，不重复的数字有几个？分别是什么？
                    2组中，重复的数字有几个？分别是什么？

答案依次为：

字典

字典：
字典为 key-vlaue 键值对的数据的集合；字典是可变的，无序的，key不重复

字典的定义，初始化：
     字典常用的用法为 ： dict(**kwargs) 使用name=value 对一个字典初始化
      dict（可迭代，**kwarg）使用可迭代对象和name=value对构造字典，不过可迭代对象的元素必须是一个二元结构
      dict(mapping,**kwarg)使用一个字典构造另外一个字典
      d={'a':10,'b':20,'c':None,'d':[1,2,3]}
字典元素的访问：
      d[key]： 返回key对应的值value；key不存在抛KeyError异常
      get(key,[,default])： 返回key对应的值value，key不存在返回缺省值，如果没有设置缺省值返回None
      setdefault（key[,default]）：返回key对应的值value，key不存在，添加kv对.值为default，并返回default，如果default没有设置，缺省为None

字典增加和修改：
     d[key]=value ：将key对应的值修改为value（新值），key不存在添加新的kv对
      update([other])-->None：
      使用另一个字典的kv对更新本字典；key不存在，就添加；key存在，覆盖已经存在的key对应的值；就地修改

字典删除：
       pop(key[,default]):
            key存在，移除它，并返回他的value
            key不存在，返回给定的default
            default未设置，key不存在则排除KeyError异常
      popitem（）
            移除并返回一个任意的键值对
            字典为空，抛出KeyError异常
      clear()       清空字典

字典删除：
          del语句

字典练习：

第二题：
import random
randomnumber=[]
countlist=[]
randomdict={}
sortlist=[]
for p in range(100):
    randomnumber.append(random.randrange(-1000,1000))
    countlist.append(randomnumber.count(randomnumber[p]))
    randomdict[randomnumber[p]]=countlist[p]

for k,v in randomdict.items():
    sortlist.append((k,v))
sortlist.sort()
print(sortlist)

输出结果：

习题一：

nums=input('>>>')

count_list=[]
sort_list={}
sort_list1=[]
for i in range(len(nums)):

    count_list.append(nums.count(nums[i]))
    sort_list[nums[i]]=count_list[i]

for k,v in sort_list.items():
    sort_list1.append((k,v))

print(sort_list1)

输出结果：

习题三：

import random
s1=[]
same_alpha=[]
count_list={}
diff_alpha=[]
alpha='abcdefghijklmnopqrstuvwxyz'
for _ in range(100):
    s1.append(random.choice(alpha)+random.choice(alpha))
    same_alpha.append(s1.count(s1[_]))
    count_list[s1[_]]=same_alpha[_]

#进行排序
for k,v in count_list.items():
    diff_alpha.append((k,v))
diff_alpha.sort(reverse=True)
print(diff_alpha)

输出结果为：

选择排序：

选择排序使用方法
     简单选择排序：
          属于选择排序，两两比较大小，找出最大值和最小值；被放在固定的位置，固定位置一般在某一端
     结果分为升序和降序
          降序：n个数由左至右，索引从0到-1，两两依次比较，并记录最大值，此轮所有数比较完毕，将最大数和索引0数比较，如果最大数就是索引1，不交换；第二轮由1开始比较，找到最大值，将它和索引1位置交换，如果他就在索引1则不叫唤，依次类推，每次左边都会固定下一个大数
          升序：
             和降序相反

简单排序总结：
     简单排序需要 数据一轮轮比较，并在每一轮中发现极值
     没有办法知道当前轮是否已经达到排序要求，但可以知道极值是否在目标索引位置上
     遍历次数1，....，n-1和n（n-1）/2
     时间复杂度为O(n的平方)
     减少了交换次数，提高了效率，性能略好于冒泡法

选择排序练习：

将上述列表第二列利用选择排序进行排序

m_list=[[1,9,8,5,6,7,4,3,2],
        [6,5,8,7,9,4,2,1,3],
        [9,8,7,6,5,4,3,2,1]]
nums = m_list[1]
length=len(nums)
print(nums)

for i in range(length):
    maxindex=i
    for j in range(i+1,length):
        if nums[maxindex] < nums[j]:
            maxindex = j
# print(nums)
    if i != maxindex:                        #第二次判断两个索引是否相等，若相等则说明该值已是最大，无需进行下面的命令操作，否则则进行下面的程序
        tmp = nums[maxindex]                 #将列表中最大的值赋给另一个参数
        nums[maxindex]=nums[i]               #将列表中maxindex索引的值刷新为i索引的值
        nums[i]=tmp                          #将列表中i的索引的值刷新为tmp的最大值

print(nums)

输出结果为：

回顾之前所学知识，并以新的所学知识做一些以前的习题：

求杨辉三角的第5列的第4个值

m=5
k=4
traingle=[]

for i in range(m):
    row=[1]
    traingle.append(row)

    for j in range(1,i):
         if i == 0:
            continue
        row.append(traingle[i-1][j-1]+traingle[i-1][j])
    row.append(1)
traingle.append(row)

print(traingle)
print(traingle[m-1][k-1])

习题二：

lst=[[1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]]
for i in range(len(lst)):             #依次循环3个列表
    for j in range(i):                  #本次循环的是列表中的索引值

        lst[i][j],lst[j][i]=lst[j][i],lst[i][j]     #将列表的值进行交换
print(lst)                   

for k in lst:                     #重新排序
    print(k)                  

输出结果为：

习题3：

firstlist=[[1,2,3],[4,5,6]] #创建一个包含两列数的列表
secondlist=[]               #创建一个空列表
m=len(firstlist)            #将第一个列表的长度输出给m
for i in range(m+1):          #
    secondlist.append([0]*m)#循环三次，并开辟3个介为0的子列表
print(secondlist)
print(firstlist)
for i in range(m):          #
    for j in range(m+1):    #利用两层循环来读取索引上的数值
        secondlist[j][i]=firstlist[i][j]    # 将对应索引上的值进行交换
print(secondlist)

输出结果为:

习题三：

随机生成10个数字；

每个数字的取值范围不超过20

分别统计重复与不重复的数字有几个：

import random
nums=[]
for _ in range(10):
    nums.append(random.randrange(21))

print('nums1={}'.format(nums))
print()
                                        随机生成10个20以内的数字
————————————————————————
length=len(nums)
samenums=[]
diffnums=[]
states = [0]*length

for i in range(length):
    flag=False
    if states[i]==1:
        continue
    for j in range(i+1,length):
        if states[j]==1:
            continue
        if nums[i]==nums[j]:
            flag=True
            states[j]=1
    if flag:    #有重复
        samenums.append(nums[i])
        states[i]=1
    else:
        diffnums.append(nums[i])

print("Same numbers={1},counter={0}".format(len(samenums),samenums))
print("different numbers={1},counter={0}".format(len(diffnums),diffnums))
print(list(zip(states,nums)))

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