PYTHON 100days学习笔记008-1：数据结构补充

目录

• Day008_01:数据结构补充
  • 1、列表list
    • 1.1 将列表当作堆栈使用
    • 1.2 将列表当作队列使用
    • 1.3 列表推导式
    • 1.4 嵌套列表解析
    • 1.5 del语句
  • 2、元组和序列
  • 3、集合
  • 4、字典
  • 5、遍历技巧

参考文章：

Python3 数据结构

Day008_01:数据结构补充

补充下数据结构方面的知识点。

1、列表list

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。

以下是 Python 中列表的方法：

方法	描述
list.append(x)	把一个元素添加到列表的结尾，相当于 a[len(a):] = [x]。
list.extend(L)	通过添加指定列表的所有元素来扩充列表，相当于 a[len(a):] = L。
list.insert(i, x)	在指定位置插入一个元素。第一个参数是准备插入到其前面的那个元素的索引，例如 a.insert(0, x) 会插入到整个列表之前，而 a.insert(len(a), x) 相当于 a.append(x) 。
list.remove(x)	删除列表中值为 x 的第一个元素。如果没有这样的元素，就会返回一个错误。
list.pop([i])	从列表的指定位置移除元素，并将其返回。如果没有指定索引，a.pop()返回最后一个元素。元素随即从列表中被移除。（方法中 i 两边的方括号表示这个参数是可选的，而不是要求你输入一对方括号，你会经常在 Python 库参考手册中遇到这样的标记。）
list.clear()	移除列表中的所有项，等于del a[:]。
list.index(x)	返回列表中第一个值为 x 的元素的索引。如果没有匹配的元素就会返回一个错误。
list.count(x)	返回 x 在列表中出现的次数。
list.sort()	对列表中的元素进行排序.
list.reverse()	倒排列表中的元素。
list.copy()	返回列表的浅复制，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'))
a.append(123)
a.insert(2, -1)
print(a)
print(a.index(333))
a.remove(333)
print(a)
a.reverse()
print(a)

2 1 0
[66.25, 333, -1, 333, 1, 1234.5, 123]
1
[66.25, -1, 333, 1, 1234.5, 123]
[123, 1234.5, 1, 333, -1, 66.25]

1.1 将列表当作堆栈使用

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。例如：

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

[3, 4, 5, 6, 7]
7
[3, 4, 5, 6]
6
5
[3, 4]

1.2 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）。

from collections import deque
quene = deque(["Eric","John","Michael"])
quene.append("Terry")
quene.append("Graham")
print(quene.popleft())
quene.popleft()
print(quene)

Eric
deque(['Michael', 'Terry', 'Graham'])

1.3 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。

这里我们将列表中每个数值乘三，获得一个新的列表：

vec = [2, 4, 6]
a = [3 * x for x in vec]
print(a)
b = [[x, x ** 2 ] for x in vec]
print(b)
freshfruits = [' banana ', ' loganberry  ', 'passion fruit '] # 对列表freshfruits中的每个成员一次调用
c = [weapon.strip() for weapon in freshfruits]
print(c)
d = [x * 3 for x in vec if x > 3] # 使用if用具作为过滤器
e = [x ** 3 for x in vec if x > 4]
print(d)
print(e)
vec2 = [4, 3, -9]
f = [x*y for x in vec for y in vec2]
g = [x + y for x in vec for y in vec2]
h = [vec[i]*vec2[i] for i in range(len(vec))]
print(f)
print(g)
print(h)

[6, 12, 18]
[[2, 4], [4, 16], [6, 36]]
['banana', 'loganberry', 'passion fruit']
[12, 18]
[216]
[8, 6, -18, 16, 12, -36, 24, 18, -54]
[6, 5, -7, 8, 7, -5, 10, 9, -3]
[8, 12, -54]

1.4 嵌套列表解析

Python的列表还可以嵌套。

以下实例展示了3X4的矩阵列表，并且将3*4的列表转换为4*3的列表

 matrix = [
[1, 2, 3, 4],
[5, 6, 7, 8],
[9, 10, 11, 12],
]
# 最笨的办法
row1 = [a for [a, b, c, d] in matrix]
row2 = [b for [a, b, c, d] in matrix]
row3 = [c for [a, b, c, d] in matrix]
row4 = [d for [a, b, c, d] in matrix]
newlist = [row1, row2, row3, row4]
print(newlist)
# 第一种方法
newlist1 = [[row[i] for row in matrix] for i in range(4)]
print(newlist1)
# 第二种方法
newlist2 =[]
for i in range(4):
    newlist2.append([row[i] for row in matrix])
print(newlist2)
# 第三种方法
newlist3 = []
for i in range(4):
    list_row = []
    for row in matrix:
        list_row.append(row[i])
    newlist3.append(list_row)
print(newlist3)

[[1, 5, 9], [2, 6, 10], [3, 7, 11], [4, 8, 12]]
[[1, 5, 9], [2, 6, 10], [3, 7, 11], [4, 8, 12]]
[[1, 5, 9], [2, 6, 10], [3, 7, 11], [4, 8, 12]]
[[1, 5, 9], [2, 6, 10], [3, 7, 11], [4, 8, 12]]

1.5 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）。例如：

a = [-1, 1, 66.25, 333, 333, 1234.5]
del a[0]
print(a)
del a[2:4]
print(a)
del a[:]
print(a)

[1, 66.25, 333, 333, 1234.5]
[1, 66.25, 1234.5]
[]

2、元组和序列

元组由若干逗号分隔的值组成，例如：

t  = 12345, 54321, 'hello!'
print(t[0])
print(t)
u = t, (1, 2, 3, 4, 5)
print(u)

12345
(12345, 54321, 'hello!')
((12345, 54321, 'hello!'), (1, 2, 3, 4, 5))

3、集合

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。

以下是一个简单的演示：

basket = {'apple', 'orange', 'apple', 'pear', 'orange', 'banana'}
print(basket)
print('orange' in basket)
print('crabgrass' in basket)
a = set('abracadabra')
b = set('alacazam')
print(a)
print(b)
print(a - b) # 在a中存在但是在b中不存在
print(a | b) # a与b的合集
print(a & b) # a与b的并集
print(a ^ b) # a|b - a&b
# 集合也支持推导式
c ={ x for x in 'abracadabra' if x not in 'abc'}
print(c)

{'pear', 'banana', 'apple', 'orange'}
True
False
{'d', 'r', 'c', 'b', 'a'}
{'m', 'z', 'l', 'c', 'a'}
{'r', 'd', 'b'}
{'m', 'l', 'r', 'z', 'c', 'd', 'b', 'a'}
{'c', 'a'}
{'m', 'l', 'z', 'r', 'd', 'b'}
{'r', 'd'}

4、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：{}。

这是一个字典运用的简单例子：

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

{'sape': 4139, 'guido': 4127, 'jack': 4098}
4098
{'irv': 4127, 'guido': 4127, 'jack': 4098}
['irv', 'guido', 'jack']
['guido', 'irv', 'jack']
True
False

# 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：
a = dict([('sape', 4139), ('guido', 4127), ('jack', 4098)])
print(a)
# 此外，字典推导可以用来创建任意键和值的表达式词典：
b = {x: x**2 for x in (2, 4, 6)}
print(b)
# 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：
c = dict(sape=4139, guido=4127, jack=4098)
print(c)

{'sape': 4139, 'guido': 4127, 'jack': 4098}
{2: 4, 4: 16, 6: 36}
{'sape': 4139, 'guido': 4127, 'jack': 4098}

5、遍历技巧

在字典中遍历时，关键字和对应的值可以使用 items() 方法同时解读出来：

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

gallahad the pure
robin the brave

# 在序列中遍历时，索引位置和对应值可以使用 enumerate() 函数同时得到：
for i, v in enumerate(['tic', 'tac', 'toe']):
    print(i, v)
# 同时遍历两个或更多的序列，可以使用 zip() 组合
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))
# 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：
basket = ['apple', 'orange', 'apple', 'pear', 'orange', 'banana']
print(sorted(basket))
for f in sorted(set(basket)):
    print(f)

0 tic
1 tac
2 toe
What is your name?  It is lancelot.
What is your quest?  It is the holy grail.
What is your favorite color?  It is blue.
['apple', 'apple', 'banana', 'orange', 'orange', 'pear']
apple
banana
orange
pear

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END


2019-5-27 17:24:06