我的施工之路

上圖施工計劃，已完成專題：

1我的施工計劃

2數字專題

3字符串專題

4列表專題

5流程控制專題

6編程風格專題

7函數使用

8.面向對象編程(上篇)

9.面向對象編程(下篇)

Python 常用數據結構

學習目的

這個專題，盡量使用最精簡的文字，借助典型案例盤點Python常用的數據結構。

如果你還處于Python入門階段，通常只需掌握list、tuple、set、dict這類數據結構，做到靈活使用即可。

然而，隨著學習的深入，平時遇到實際場景變復雜，很有必要去了解Python內置的更加強大的數據結構deque、heapq、Counter、OrderedDict、defaultDict、ChainMap，掌握它們，往往能讓你少寫一些代碼且能更加高效的實現功能。

學習目標

學習數據結構第一階段：掌握它們的基本用法，使用它們解決一些基本問題；

學習第二階段：知道何種場景選用哪種最恰當的數據結構，去解決題問題；

學習第三階段：了解內置數據結構的背后源碼實現，與《算法和數據結構》這門學問里的知識聯系起來，打通任督二脈。

下面根據定義的這三個階段，總結以下10種最常用的數據結構：

1 list

基本用法 廢話不多說，在前面單獨有一個專題詳述了list的使用列表專題

使用場景 list 使用在需要查詢、修改的場景，極不擅長需要頻繁插入、刪除元素的場景。

實現原理 list對應數據結構的線性表，列表長度在初始狀態時無需指定，當插入元素超過初始長度后再啟動動態擴容，刪除時尤其位于列表開始處元素，時間復雜度為O(n)

2 tuple

元組是一類不允許添加刪除元素的特殊列表，也就是一旦創建后續決不允許增加、刪除、修改。

基本用法 元組大量使用在打包和解包處，如函數有多個返回值時打包為一個元組，賦值到等號左側變量時解包。

In?[22]:?t=1,2,3????????????????????????????????????????? In?[23]:?type(t)?????????????????????????????? Out[23]:?tuple

實際創建一個元組實例

使用場景 如果非常確定你的對象后面不會被修改，則可以大膽使用元組。為什么？因為相比于list, tuple實例更加節省內存，這點尤其重要。

In?[24]:?from?sys?import?getsizeof??????????????????????????????????????????????In?[25]:?getsizeof(list())?????????????????????????????????????????????????????? Out[25]:?72?#?一個list實例占用72個字節In?[26]:?getsizeof(tuple())????????????????????????????????????????????????????? Out[26]:?56?#?一個tuple實例占用56個字節

所以創建100個實例，tuple能節省1K多字節。

3 set

基本用法 set是一種里面不能含有重復元素的數據結構，這種特性天然的使用于列表的去重。

In?[27]:?a=[3,2,5,2,5,3]????????????????????????????????????????????????????????In?[28]:?set(a)????????????????????????????????????????????????????????????????? Out[28]:?{2,?3,?5}

除此之外，還有知道set結構可用于兩個set實例的求交集、并集、差集等操作。

In?[29]:?a?=?{2,3,5}????????????????????????????????????????????????????????????In?[30]:?b?=?{3,4,6,2}??????????????????????????????????????????????????????????In?[31]:?a.interp(b)?#?求交集?????????????????????????????????????????????????????? Out[31]:?{2,?3}

使用場景 如果只是想緩存某些元素值，且要求元素值不能重復時，適合選用此結構。并且set內允許增刪元素，且效率很高。

實現原理 set在內部將值哈希為索引，然后按照索引去獲取數據，因此刪除、增加、查詢元素效果都很高。

4 dict

基本用法 dict 是Python中使用最頻繁的數據結構之一，字典創建由通過dict函數、{}寫法、字典生成式等，增刪查元素效率都很高。

d?=?{'a':1,'b':2}?#?{}創建字典#?列表生成式 In?[38]:?d?=?{a:b?for?a,b?in?zip(['a','b'],[1,2])}?????????????????????????????? In?[39]:?d?????????????????????????????????????????????????????????????????????? Out[39]:?{'a':?1,?'b':?2}

使用場景 字典尤其適合在查詢多的場景，時間復雜度為O(1). 如leetcode第一題求解兩數之和時，就會使用到dict的O(1)查詢時間復雜度。

同時，Python類中屬性值等信息也都是緩存在__dict__這個字典型數據結構中。

但是值得注意，dict占用字節數是list、tuple的3、4倍，因此對內存要求苛刻的場景要慎重考慮。

In?[40]:?getsizeof(dict())?????????????????????????????????????????????????????? Out[40]:?248

實現原理 字典是一種哈希表，同時保存了鍵值對。

以上4種數據結構相信大家都已經比較熟悉，因此我言簡意賅的介紹一遍。接下來再詳細的介紹下面6種數據結構及各自使用場景，會列舉更多的例子。

5 deque

6 Counter

7 OrderedDict

8 heapq

9 defaultdict

10 ChainMap

雖然每天下班回來很累了，我依然要求自己盡量別到處轉載、到處去網上找熱點。

為什么呢？

一是近三年來養成的總結習慣依然驅動我去多寫原創；

二來個人認為：原創代表一種態度、一種真誠，一種對初心的堅守。

當然最后也是最重要的，還有大家的期待和等候，如果你們再多多支持原創，整個三連就更好了，這是對我的一個最積極的反饋。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的【Python基础】盘点 Python 10 大常用数据结构（上篇）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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