python系列十一：python3数据结构

#!/usr/bin/python

#Python3 数据结构
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Python中列表是可变的，这是它区别于字符串和元组的最重要的特点，一句话概括即：列表可以修改，而字符串和元组不能。
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将列表当做堆栈使用
列表方法使得列表可以很方便的作为一个堆栈来使用，堆栈作为特定的数据结构，最先进入的元素最后一个被释放（后进先出）。用 append() 方法可以把一个元素添加到堆栈顶。用不指定索引的 pop() 方法可以把一个元素从堆栈顶释放出来。
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a = [1,2,3,4]
a.append(5)
a.append(6)
a.pop()
print(a)

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将列表当作队列使用
也可以把列表当做队列用，只是在队列里第一加入的元素，第一个取出来；但是拿列表用作这样的目的效率不高。在列表的最后添加或者弹出元素速度快，然而在列表里插入或者从头部弹出速度却不快（因为所有其他的元素都得一个一个地移动）。
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from collections import deque
queue = deque([1,2,3,4,5])
print(queue.popleft())
print(queue)

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列表推导式
列表推导式提供了从序列创建列表的简单途径。通常应用程序将一些操作应用于某个序列的每个元素，用其获得的结果作为生成新列表的元素，或者根据确定的判定条件创建子序列。
每个列表推导式都在 for 之后跟一个表达式，然后有零到多个 for 或 if 子句。返回结果是一个根据表达从其后的 for 和 if 上下文环境中生成出来的列表。如果希望表达式推导出一个元组，就必须使用括号。
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var1 = [1,2,4,8]
var2 = [1,3,6,9]
print([x * y for x in var1 for y in var2])
print([x * y for x in var1 if x > 2 for y in var2 if y < 5])
fruits = ["  apple", " pire  ", " banana "]
print([x.strip() for x in fruits])

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嵌套列表解析
Python的列表还可以嵌套。
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matrix = [[1,2,3,4],[5,6,7,8],[9,10,11,12]]
#将3*4的矩阵转化为4*3的矩阵
#方法一
print([[row[index] for row in matrix] for index in range(0,4)])
#方法二
newmatrix = []
for index in range(0, 4):
    newmatrix.append([row[index] for row in matrix])
print(newmatrix)
#方法三
newmatrix = []
for index in range(0, 4):
    newrow = []
    for row in matrix:
        newrow.append(row[index])
    newmatrix.append(newrow)
print(newmatrix)

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del 语句
使用 del 语句可以从一个列表中依索引而不是值来删除一个元素。这与使用 pop() 返回一个值不同。可以用 del 语句从列表中删除一个切割，或清空整个列表（我们以前介绍的方法是给该切割赋一个空列表）。
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var1 = [1,2,4,8]
del(var1[1:2])
print(var1)

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 元组和序列
元组由若干逗号分隔的值组成
元组在输出时总是有括号的，以便于正确表达嵌套结构。在输入时可能有或没有括号， 不过括号通常是必须的（如果元组是更大的表达式的一部分）
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t = 1,2,3,4
print(t)
u = 5,t
print(u)

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集合是一个无序不重复元素的集。基本功能包括关系测试和消除重复元素。
可以用大括号({})创建集合。注意：如果要创建一个空集合，你必须用 set() 而不是 {} ；后者创建一个空的字典，下一节我们会介绍这个数据结构。
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var = {1,2,3,12,3,1}
print(var)
a= set("sdfsdfsdgas")
print(a)

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字典
另一个非常有用的 Python 内建数据类型是字典。
序列是以连续的整数为索引，与此不同的是，字典以关键字为索引，关键字可以是任意不可变类型，通常用字符串或数值。
理解字典的最佳方式是把它看做无序的键=>值对集合。在同一个字典之内，关键字必须是互不相同。
一对大括号创建一个空的字典：{}。
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dict1 = {"name":"zhangsan", "age":19}
print(dict1)
dict1["sex"] = "boy"
print(dict1)
print(dict1["age"])
list1 = list(dict1.keys())
print(list1)
print("name" in dict1)
#构造函数 dict() 直接从键值对元组列表中构建字典。如果有固定的模式，列表推导式指定特定的键值对：
dict2 = dict([("country", "china"), ("provice", "sichuan"), ("city", "chengdu")])
print(dict2)
#此外，字典推导可以用来创建任意键和值的表达式词典
dict3 = {x:x**2 for x in range(1, 5)}
print(dict3)
#如果关键字只是简单的字符串，使用关键字参数指定键值对有时候更方便
dict4 = dict(yestoday = -1, today = 0, tomarrow = 1)
print(dict4)

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遍历技巧
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#在字典中遍历时，关键字和对应的值可以使用 items() 方法
dict1 = dict([("country", "china"), ("provice", "sichuan"), ("city", "chengdu")])
for k,v in dict1.items():
    print(k,v)
#在序列中遍历时，索引位置和对应值可以使用 enumerate() 函数
list1 = ['a', 'b', 'c', 'd']
for i, v in enumerate(list1):
    print(i, v)
#同时遍历两个或更多的序列，可以使用 zip() 组合
questions = {"name", "age", "sex"}
answers = {"zhangsan", 20, "man"}
for q, a in zip(questions, answers):
    print("what's your {0}? my {0} is {1}!".format(q, a))
    print("what's your %s? my %s is %s!" % (q, q, a))
#要反向遍历一个序列，首先指定这个序列，然后调用 reversed() 函数
for num in reversed(range(1, 10, 2)):
    print(num, end = ", ")
print("\n")
#要按顺序遍历一个序列，使用 sorted() 函数返回一个已排序的序列，并不修改原值
liststr = {"asb", "sds", "asd", "d", "?"}
for astr in sorted(liststr):
    print(astr)

#元组不可变，若元组的成员可变类型，则成员可编辑
list1 = [1,2,3]
list2 = [4,5,6]
list3 = [7,8,9]
tup = list1, list2, list3
print(tup)
del list2[1:2]
print(tup)

#列表推导式的执行顺序：各语句之间是嵌套关系，左边第二个语句是最外层，依次往右进一层，左边#第一条语句是最后一层。
#即左边第一个for语句在最外层，右边for语句在内层
list1 = [x*y for x in range(1,5) if x < 3 for y in range(5, 10) if y > 7]
print(list1)

list2 = []
for x in range(1, 5):
    if x < 3:
        for y in range(5, 10):
            if y > 7:
                list2.append(x*y)
print(list2)

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关于嵌套列表解析，从左到右的for语句顺序对应的是从外到里的层次关系。上面有些笔记是用优先级来解析，这样是不太合理的，不便于理解。
最左侧的表达式可以直接使用后面出现的变量，而不是只限于相连的for，所以结合上面的结论。
例子为何不用()来改变嵌套的层次关系而用 []，因为 python 解析器会把 (row[i] for row in matrix) 解析为一个 生成器 generator。
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matrix = [[1,2,3,4],[5,6,7,8],[9,10,11,12]]
print([[row[index] for row in matrix] for index in range(0,4)])   #反转矩阵，左边的[]将嵌套关系改变了，第一个for语句变成内层，第二个for语句变成最外层
print([[row[index] for index in range(0, 4)] for row in matrix])  #矩阵不变
print([row[index] for index in range(0, 4) for row in matrix])    #生成简单列表
print([row[index] for index in range(0, 4)] for row in matrix)    #生成生成器