簡介

不管是做科學計算還是編寫應用程序，都需要使用到一些基本的數據結構，比如列表，元組，字典等。

本文將會詳細講解Python中的這些基礎數據結構。

列表

列表也就是list，可以用方括號來表示：

In [40]: ages = [ 10, 14, 18, 20 ,25]In [41]: ages Out[41]: [10, 14, 18, 20, 25]

list有一些非常有用的方法，比如append，extend，insert，remove，pop，index，count，sort，reverse，copy等。

舉個例子：

>>> fruits = ['orange', 'apple', 'pear', 'banana', 'kiwi', 'apple', 'banana'] >>> fruits.count('apple') 2 >>> fruits.count('tangerine') 0 >>> fruits.index('banana') 3 >>> fruits.index('banana', 4) # Find next banana starting a position 4 6 >>> fruits.reverse() >>> fruits ['banana', 'apple', 'kiwi', 'banana', 'pear', 'apple', 'orange'] >>> fruits.append('grape') >>> fruits ['banana', 'apple', 'kiwi', 'banana', 'pear', 'apple', 'orange', 'grape'] >>> fruits.sort() >>> fruits ['apple', 'apple', 'banana', 'banana', 'grape', 'kiwi', 'orange', 'pear'] >>> fruits.pop() 'pear'

列表作為棧使用

棧的特點是后進先出，而列表為我們提供了append和pop方法，所以使用列表來實現棧是非常簡單的：

>>> 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]

列表作為隊列使用

隊列的特點是先進先出，但是使用列表在隊列頭部插入元素是很慢的，因為需要移動所有的元素。

我們可以使用 collections.deque 來快速的從兩端操作：

>>> 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 arrival deque(['Michael', 'Terry', 'Graham'])

列表推導式

要創建列表，通常的做法是使用for循環，來遍歷列表，并為其設置值：

>>> squares = [] >>> for x in range(10): ... squares.append(x**2) ... >>> squares [0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]

或者我們可以使用列表推導式來更加簡潔的生成列表：

squares = [x**2 for x in range(10)]

列表推導式的結構是由一對方括號所包含的以下內容：一個表達式，后面跟一個 for 子句，然后是零個或多個 for 或 if 子句。

列表推導式將會遍歷for字句中的元素，并且使用表達式來求值，將生成的元素作為新的列表元素返回。

看一個復雜點的：

>>> [(x, y) for x in [1,2,3] for y in [3,1,4] if x != y] [(1, 3), (1, 4), (2, 3), (2, 1), (2, 4), (3, 1), (3, 4)]

上面的表達式等價于：

>>> combs = [] >>> for x in [1,2,3]: ... for y in [3,1,4]: ... if x != y: ... combs.append((x, y)) ... >>> combs [(1, 3), (1, 4), (2, 3), (2, 1), (2, 4), (3, 1), (3, 4)]

列表推導式還可以嵌套，假如我們有一個矩陣：

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

可以使用下面的表達式將矩陣進行行列交換：

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

或者使用更加簡單的zip函數：

>>> list(zip(*matrix)) [(1, 5, 9), (2, 6, 10), (3, 7, 11), (4, 8, 12)]

del

刪除列表中的某個元素可以使用del。del可以刪除列表中的某個特定的值，也可以刪除切片，甚至刪除整個列表：

>>> 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 []>>> del a

元組

元組跟列表很類似，不同的是元組是不可變的。

元組是以小括號來表示的，或者可以不使用括號。

>>> 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))

元組和List的操作很類似，都有切片和索引操作。

元組可以方便的進行解包：

>>> x, y, z = t

集合

集合使用set函數或者花括號來表示的。

集合中的元素是不重復的，這個一點和java中的set很類似。

因為字典的表示也是花括號，所以如果你需要創建一個空集合的話，需要使用set，因為空的 {} 表示的是字典。

看一些集合的簡單例子：

>>> basket = {'apple', 'orange', 'apple', 'pear', 'orange', 'banana'} >>> print(basket) # show that duplicates have been removed {'orange', 'banana', 'pear', 'apple'} >>> 'orange' in basket # fast membership testing True >>> 'crabgrass' in basket False>>> # Demonstrate set operations on unique letters from two words ... >>> a = set('abracadabra') >>> b = set('alacazam') >>> a # unique letters in a {'a', 'r', 'b', 'c', 'd'} >>> a - b # letters in a but not in b {'r', 'd', 'b'} >>> a | b # letters in a or b or both {'a', 'c', 'r', 'd', 'b', 'm', 'z', 'l'} >>> a & b # letters in both a and b {'a', 'c'} >>> a ^ b # letters in a or b but not both {'r', 'd', 'b', 'm', 'z', 'l'}

和列表一樣，集合也支持推導式：

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

字典

字典也是用花括號來表示的，不同的是字典中的元素是以 key:value的形式呈現的。

下面是字典的一些基本操作：

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

除了花括號，還可以使用dict函數來構建字典：

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

如果關鍵字是簡單的字符的話，可以直接這樣寫：

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

同樣的推導式也可以使用：

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

循環

我們一般使用for語句來遍歷集合或者字典，list等。

當我們遍歷字典的時候，可以使用items()方法來同時獲取到key和value：

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

如果是列表，那么可以使用enumerate 函數來獲取到index和value：

>>> for i, v in enumerate(['tic', 'tac', 'toe']): ... print(i, v) ... 0 tic 1 tac 2 toe

之前我們還使用了zip函數，zip函數可以將多個序列中的元素一一匹配：

>>> 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.

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Python基础篇:Python的数据结构的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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