Python中的内置数据结构

Python提供了4个内置数据结构（内置指可以直接使用，无需先导入），可以保存任何对象集合，分别是列表、元组、字典和集合。

一、列表
有序的可变对象集合。

1、列表的创建例子

list1 = []
list2 = list()
list3 = ['hello', 123]
list4 = [[1,2],['a','b']]

2、列表常用方法

L.index(v [, begin[, end]]) 　　返回对应元素的索引下标, begin为开始索引，end为结束索引,当 value 不存在时触发ValueError错误
L.insert(index, obj)	　　将某个元素插放到列表中指定的位置
L.count(x)	　　返回列表中元素的个数
L.remove(x)	　　从列表中删除第一次出现在列表中的值
L.copy()	　　复制此列表（只复制一层，不会复制深层对象)
L.append(x)	　　向列表中追加单个元素
L.extend(lst)	　　向列表追加另一个列表
L.clear()	　　清空列表,等同于 L[:] = []
L.sort(reverse=False)	　　将列表中的元素进行排序，默认顺序按值的小到大的顺序排列
L.reverse()	　　列表的反转，用来改变原列表的先后顺序
L.pop([index])	　　删除索引对应的元素，如果不加索引，默认删除最后元素，同时返回删除元素的引用关系

使用例子

list1 = []

list1.append('a')
print(list1) #结果：['a']

list1.extend(['c','b','e'])
print(list1) #结果：['a', 'c', 'b', 'e']

idx = list1.index('b')
print(idx) #结果：2

list1.sort()
print(list1) #结果：['a', 'b', 'c', 'd']

list1.insert(3,'d')
print(list1) #结果：['a', 'b', 'c', 'd', 'e']

list1.remove('e')
print(list1) #结果：['a', 'b', 'c', 'd']

3、列表切片的使用

符合序列的有序序列都支持切片（slice），例如列表，字符串，元组。
格式：【start:stop:step】
start：开始索引，如果没有指定，则默认值为0。负数表示从右边开始算起。
stop：结束索引，如果没有指定，则取列表允许的最大值。（备注：取值不包括结束索引）
step：步长值，如果没有指定，则默认值为1。步长为正时，从左向右取值。步长为负时，反向取值。

使用例子：

a = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]

print(a[0:8:]) #索引0到8（结果不包括索引8值），结果：[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]

print(a[5:]) #只指定开始索引为3，结果：[6, 7, 8, 9, 10]

print(a[-5:]) #从右边开始算起取值，结果：[6, 7, 8, 9, 10]

print(a[:5]) #只指定结果索引为5（结果不包括索引5值），结果：[1, 2, 3, 4, 5]

print(a[::2]) #步长为2，结果：[1, 3, 5, 7, 9]

print(a[::-1]) #反向取值，结果：[10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1]

 4、列表推导式

列表推导式是利用其它列表创建新列表的一种方式。
基本格式:
变量名=[表达式 for 变量 in 列表]
变量名= [表达式 for 变量 in 列表 if 条件]

# 不使用列表推导式，给list1赋值过程
list1 = []
for i in range(10):
    list1.append(i)
print(list1) #结果：[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

#以下为列表推导式的使用，第一个和上面结果一样

# 变量 循环体 条件(可选)
list2 = [i for i in range(10)]
print(list2)#结果：[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

# 条件
list3 = [i for i in range(10) if i < 4]
print(list3) #结果：[0, 1, 2, 3]

# 函数
def test(x):
    return x*2
list4 = [test(i) for i in range(10)]
print(list4) #结果：[0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18]

#通过索引迭代
list5 = ['a', 'b']
for index in range(len(list5)):
    print(list5[index])

二、元组

有序的不可变对象集合。

元组创建后就不能修改。
元组创建使用小括号，在括号中添加元素，并使用逗号隔开即可。
如果元组只有一个元素，需要在元素后面加一个逗号。

1、元组的创建例子

tup1 = ()
tup2 = tuple()
tup3 = (1,)
tup4 = ('a','bc');

2、元组一些用法例子

list1 = [1,2,3,4,5]

tup1 = tuple(list1) #列表转为元组

print(len(tup1)) #结果：5
print(tup1[0]) #结果：1
print(tup1[1:2]) #结果：(2,)
print(max(tup1)) #结果：5
print(min(tup1)) #结果：1

三、字典

无序的键/值对集合。

 1、字典的创建例子

dict1 = {}
dict2 = dict()
dict3 = {'id':1,'name':'张三'}
dict4 = {'p1':{'id':1,'name':'张三'},'p2':{'id':2,'name':'李四'}}

2、字典常用方法

radiansdict.clear() 删除字典内所有元素
radiansdict.copy() 返回一个字典的浅复制
radiansdict.fromkeys() 创建一个新字典，以序列seq中元素做字典的键，val为字典所有键对应的初始值
radiansdict.get(key, default=None) 返回指定键的值，如果值不在字典中返回default值
key in dict 如果键在字典dict里返回true，否则返回false
radiansdict.items() 以列表返回可遍历的(键, 值) 元组数组
radiansdict.keys() 返回一个迭代器，可以使用 list() 来转换为列表
radiansdict.setdefault(key, default=None) 和get()类似, 但如果键不存在于字典中，将会添加键并将值设为default 	
radiansdict.update(dict2) 把字典dict2的键/值对更新到dict里
radiansdict.values() 返回一个迭代器，可以使用 list() 来转换为列表
pop(key[,default]) 删除字典给定键 key 所对应的值，返回值为被删除的值。key值必须给出。 否则，返回default值。
popitem() 随机返回并删除字典中的一对键和值(一般删除末尾对)。

使用例子

dict = {'id':1,'name':'张三','sex':'男'}

#存在直接修改
dict['name'] = '李四'
print(dict) #结果：{'id': 1, 'name': '李四', 'sex': '男'}

#不存在则新增
dict['company'] = 'xx公司'
print(dict) #结果：{'id': 1, 'name': '李四', 'sex': '男', 'company': 'xx公司'}

#设置默认值，不存在键则先创建
dict.setdefault('age',20)

#数字类型可以计数，如果键不存在会出错，需要先调用上面setdefault
dict['age'] += 1
print(dict) #结果：{'id': 1, 'name': '李四', 'sex': '男', 'company': 'xx公司', 'age': 21}


#删除方法1
dict.pop('company')
print(dict) #结果：{'id': 1, 'name': '李四', 'sex': '男', 'age': 21}

#删除方法2
del dict['sex'] 
print(dict) #结果：{'id': 1, 'name': '李四', 'age': 21}

#判断键是否存在，结果：id存在
if 'id' in dict:
    print('id存在')
else:
    print('id不存在')


#循环迭代1
for k in dict:
    print(k, dict[k])
"""结果：
id 1
name 李四
age 21
"""

#循环迭代2，结果同1：
for k,v in dict.items():
    print(k, v)

    
#循环迭代3：按字母排序
for k,v in sorted(dict.items()):
    print(k, v)
"""结果：
age 21
id 1
name 李四
"""

#字典嵌套的取值
dict2 = {'p1':{'id':1,'name':'张三'},'p2':{'id':2,'name':'李四'}}
print(dict2['p1']['name']) #结果：张三

#字典嵌套的循环迭代  
for k,v in dict2.items():
    for k2,v2 in v.items():
        print(k2, v2)
"""结果：
id 1
name 张三
id 2
name 李四
"""

3、字典推导式

字典推导式的使用和列表推导式类似

dict1 = {'id':1,'name':'张三','sex':'男'}

dict2 = {k : v for k, v in dict1.items() if k in ['id','name']}
print(dict2) #结果：{'id': 1, 'name': '张三'}

四、集合

无序的唯一对象集合。

 1、集合的创建

可以使用大括号 { } 或者 set() 函数创建集合。
注意：创建一个空集合必须用 set() 而不是 { }，因为 { } 是用来创建一个空字典。

a = {}
b = set()

print(type(a)) #结果：<class 'dict'>
print(type(b)) #结果：<class 'set'>

c = {1,2,3,'c','d','e','e' }
d = set([3,4,5,'a','b','c'])

print(c) #结果：{'d', 1, 2, 3, 'e', 'c'}
print(d) #结果：{'b', 3, 4, 5, 'a', 'c'}

2、集合常用方法

add()	为集合添加元素
clear()	移除集合中的所有元素
copy()	拷贝一个集合
difference()	返回多个集合的差集
difference_update()	移除集合中的元素，该元素在指定的集合也存在。
discard()	删除集合中指定的元素
intersection()	返回集合的交集
intersection_update()	删除集合中的元素，该元素在指定的集合中不存在。
isdisjoint()	判断两个集合是否包含相同的元素，如果没有返回 True，否则返回 False。
issubset()	判断指定集合是否为该方法参数集合的子集。
issuperset()	判断该方法的参数集合是否为指定集合的子集
pop()	随机移除元素
remove()	移除指定元素
symmetric_difference()	返回两个集合中不重复的元素集合。
symmetric_difference_update()	移除当前集合中在另外一个指定集合相同的元素，并将另外一个指定集合中不同的元素插入到当前集合中。
union()	返回两个集合的并集
update()	给集合添加元素

使用例子

a = {1}

#add只能添加一个元素
a.add(2)

#update除了添加元素，也可以是列表，无线，字典等
a.update('a')
a.update(['b','c'])

print(a) #结果：{1, 2, 'a', 'c', 'b'}

#移除元素，如果元素不存在，会出错
a.remove('c')

#移除元素，如果元素不存在，不会出错
a.discard('c')

print(a) #结果：{1, 2, 'b', 'a'}

b = {2,'a','c'}

#取差集
s1 = a.difference(b)
print(s1) #结果：{1, 'b'}

#取差集
s2 = b.difference(a)
print(s2) #结果：{'c'}

#取交集
s3 = a.intersection(b)
print(s3) #结果：{2, 'a'}

#取并集
s4 = a.union(b)
print(s4) #结果：{1, 2, 'b', 'c', 'a'}

 3、集合推导式

集合推导式的使用和列表推导式类似

set1 = {i * 2 for i in range(10) if i < 4}
print(set1)#结果：{0, 2, 4, 6}

 

五、其他例子

1、在元组列表中查找元素

#在元组列表中查找元素，根据元组中的第一个数字匹配
list = [(1,'a'),(2,'b'),(2,'c')]

res1 = [item for item in list if item[0]==1]
print(res1) #结果：[(1, 'a')]

res2 = [item for item in list if item[0]==2]
print(res2) #结果：[(2, 'b'), (2, 'c')]

res3 = [item for item in list if 1 in item]
print(res3) #结果：[(1, 'a')]

res4 = [item for item in list if 2 in item]
print(res4) #结果：[(2, 'b'), (2, 'c')]

#如果每个元组的大小为2，将列表转换为单个字典，不过字典如果有重复key，后面的值会覆盖前面
dic = dict(list)

print(dic[1]) #结果：a
print(dic[2]) #结果：c