Task 2 ： Python基础学习：数据结构大汇总
变量方法x = dir(x)
推导式可以推到出：列表，元组，字典，集合
可变类型 | 定义方式 | 特点 |
列表 | list1 = [2, 3, 4, 5, 6, 7] | 切片 x[strat:stop:step] |
元组 | t1 = （8,） | 解压,切片 x[strat:stop:step] |
字符串 | string1 = 'i love Python!' | 大小写,切片 x[strat:stop:step] |
字典 | dictionary1 = {1: 'one', 2: 'two', 3: 'three'} | pop，popitem |
集合 | set1 = set()；set1 ={1,2,3} | s=set(); s={1,2,3} set.add(elmnt)用于给集合添加元素，如果添加的元素在集合中已存在，则不执行任何操作。 |
序列 | 在 Python 中，序列类型包括字符串、列表、元组、集合和字典 | 切片 x[strat:stop:step] |
- 列表
简单数据类型
- 整型
<class 'int'> - 浮点型
<class 'float'> - 布尔型
<class 'bool'>
容器数据类型
- 列表
<class 'list'> - 元组
<class 'tuple'> - 字典
<class 'dict'> - 集合
<class 'set'> - 字符串
<class 'str'>
列表是有序集合，没有固定大小，能够保存任意数量任意类型的 Python 对象，语法为 [元素1, 元素2, ..., 元素n]。
- 关键点是「中括号 []」和「逗号 ,」
- 中括号 把所有元素绑在一起
- 逗号 将每个元素一一分开
list.append(obj) 在列表末尾添加新的对象，只接受一个参数，参数可以是任何数据类型，被追加的元素在 list 中保持着原结构类型。
x = ['Monday', 'Tuesday', 'Wednesday', 'Thursday', 'Friday']
x.append(['Thursday', 'Sunday'])
print(x)
# ['Monday', 'Tuesday', 'Wednesday', 'Thursday', 'Friday', ['Thursday', 'Sunday']]
print(len(x)) # 6
list.extend(seq) 在列表末尾一次性追加另一个序列中的多个值（用新列表扩展原来的列表）
x = ['Monday', 'Tuesday', 'Wednesday', 'Thursday', 'Friday']
x.extend(['Thursday', 'Sunday'])
print(x)
# ['Monday', 'Tuesday', 'Wednesday', 'Thursday', 'Friday', 'Thursday', 'Sunday']
print(len(x)) # 7
list.insert(index, obj) 在编号 index 位置插入 obj。
x = ['Monday', 'Tuesday', 'Wednesday', 'Thursday', 'Friday']
x.insert(2, 'Sunday')
print(x)
# ['Monday', 'Tuesday', 'Sunday', 'Wednesday', 'Thursday', 'Friday']
print(len(x)) # 6
list.remove(obj) 移除列表中某个值的第一个匹配项
x = ['Monday', 'Tuesday', 'Wednesday', 'Thursday', 'Friday']
x.remove('Monday')
print(x) # ['Tuesday', 'Wednesday', 'Thursday', 'Friday']
list.pop([index=-1]) 移除列表中的一个元素（默认最后一个元素），并且返回该元素的值
x = ['Monday', 'Tuesday', 'Wednesday', 'Thursday', 'Friday']
y = x.pop()
print(y) # Friday
y = x.pop(0)
print(y) # Monday
y = x.pop(-2)
print(y) # Wednesday
print(x) # ['Tuesday', 'Thursday']
del var1[, var2 ……] 删除单个或多个对象。
x = ['Monday', 'Tuesday', 'Wednesday', 'Thursday', 'Friday']
del x[0:2]
print(x) # ['Wednesday', 'Thursday', 'Friday']
切片的通用写法是start : stop : step
- 情况 1 - "start :"
- 以
step为 1 (默认) 从编号start往列表尾部切片。
x = ['Monday', 'Tuesday', 'Wednesday', 'Thursday', 'Friday']
print(x[3:]) # ['Thursday', 'Friday']
print(x[-3:]) # ['Wednesday', 'Thursday', 'Friday']
- 情况 2 - ": stop"
- 以
step为 1 (默认) 从列表头部往编号stop切片。
week = ['Monday', 'Tuesday', 'Wednesday', 'Thursday', 'Friday']
print(week[:3]) # ['Monday', 'Tuesday', 'Wednesday']
print(week[:-3]) # ['Monday', 'Tuesday']
- 情况 3 - "start : stop"
- 以
step为 1 (默认) 从编号start往编号stop切片。
week = ['Monday', 'Tuesday', 'Wednesday', 'Thursday', 'Friday']
print(week[1:3]) # ['Tuesday', 'Wednesday']
print(week[-3:-1]) # ['Wednesday', 'Thursday']
- 情况 4 - "start : stop : step"
- 以具体的
step从编号start往编号stop切片。注意最后把step设为 -1，相当于将列表反向排列。
week = ['Monday', 'Tuesday', 'Wednesday', 'Thursday', 'Friday']
print(week[1:4:2]) # ['Tuesday', 'Thursday']
print(week[:4:2]) # ['Monday', 'Wednesday']
print(week[1::2]) # ['Tuesday', 'Thursday']
print(week[::-1])
# ['Friday', 'Thursday', 'Wednesday', 'Tuesday', 'Monday']
- 情况 5 - " : "
- 复制列表中的所有元素（浅拷贝）。
week = ['Monday', 'Tuesday', 'Wednesday', 'Thursday', 'Friday']
print(week[:])
# ['Monday', 'Tuesday', 'Wednesday', 'Thursday', 'Friday']
列表的常用操作符
- 等号操作符：
== - 连接操作符
+ - 重复操作符
* - 成员关系操作符
in、not in
「等号 ==」，只有成员、成员位置都相同时才返回True。
列表拼接有两种方式，用「加号 +」和「乘号 *」，前者首尾拼接，后者复制拼接。
list1 = [123, 456]
list2 = [456, 123]
list3 = [123, 456]
print(list1 == list2) # False
print(list1 == list3) # True
list4 = list1 + list2 # extend()
print(list4) # [123, 456, 456, 123]
list5 = list3 * 3
print(list5) # [123, 456, 123, 456, 123, 456]
list3 *= 3
print(list3) # [123, 456, 123, 456, 123, 456]
print(123 in list3) # True
print(456 not in list3) # False
前面三种方法（append,extend,insert）可对列表增加元素，它们没有返回值，是直接修改了原数据对象。 而将两个list相加，需要创建新的 list 对象，从而需要消耗额外的内存，特别是当 list 较大时，尽量不要使用 “+” 来添加list。
list.count(obj)统计某个元素在列表中出现的次数
list.index(x[, start[, end]])从列表中找出某个值第一个匹配项的索引位置
list.reverse()反向列表中元素
list.sort(key=None, reverse=False)对原列表进行排序。
-
key-- 主要是用来进行比较的元素，只有一个参数，具体的函数的参数就是取自于可迭代对象中，指定可迭代对象中的一个元素来进行排序。 -
reverse-- 排序规则，reverse = True降序，reverse = False升序（默认）。 - 该方法没有返回值，但是会对列表的对象进行排序。
x = [123, 456, 789, 213]
x.sort()
print(x)
# [123, 213, 456, 789]
x.sort(reverse=True)
print(x)
# [789, 456, 213, 123]
# 获取列表的第二个元素
def takeSecond(elem):
return elem[1]
x = [(2, 2), (3, 4), (4, 1), (1, 3)]
x.sort(key=takeSecond)
print(x)
# [(4, 1), (2, 2), (1, 3), (3, 4)]
x.sort(key=lambda a: a[0])
print(x)
# [(1, 3), (2, 2), (3, 4), (4, 1)]
元组
创建和访问一个元组
- Python 的元组与列表类似，不同之处在于tuple被创建后就不能对其进行修改，类似字符串。
- 元组使用小括号，列表使用方括号。
- 元组与列表类似，也用整数来对它进行索引 (indexing) 和切片 (slicing)。
- 创建元组可以用小括号 ()，也可以什么都不用，为了可读性，建议还是用 ()。
- 元组中只包含一个元素时，需要在元素后面添加逗号，否则括号会被当作运算符使用。
print(8 * (8)) # 64
print(8 * (8,)) # (8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8)
【例子】元组有不可更改 (immutable) 的性质，因此不能直接给元组的元素赋值，但是只要元组中的元素可更改 (mutable)，那么我们可以直接更改其元素，注意这跟赋值其元素不同。
t1 = (1, 2, 3, [4, 5, 6])
print(t1) # (1, 2, 3, [4, 5, 6])
t1[3][0] = 9
print(t1) # (1, 2, 3, [9, 5, 6])
元组相关的操作符
- 等号操作符：
== - 连接操作符
+ - 重复操作符
* - 成员关系操作符
in、not in
「等号 ==」，只有成员、成员位置都相同时才返回True。
元组拼接有两种方式，用「加号 +」和「乘号 *」，前者首尾拼接，后者复制拼接。
t1 = (123, 456)
t2 = (456, 123)
t3 = (123, 456)
print(t1 == t2) # False
print(t1 == t3) # True
t4 = t1 + t2
print(t4) # (123, 456, 456, 123)
t5 = t3 * 3
print(t5) # (123, 456, 123, 456, 123, 456)
t3 *= 3
print(t3) # (123, 456, 123, 456, 123, 456)
print(123 in t3) # True
print(456 not in t3) # False
元组大小和内容都不可更改，因此只有count和index两种方法。
t = (1, 10.31, 'python')
print(t.count('python')) # 1
print(t.index(10.31)) # 1
-
count('python')是记录在元组t中该元素出现几次，显然是 1 次 -
index(10.31)是找到该元素在元组t的索引，显然是 1
【例子】解压（unpack）一维元组（有几个元素左边括号定义几个变量）
t = (1, 10.31, 'python')
(a, b, c) = t
print(a, b, c)
# 1 10.31 python
解压二维元组（按照元组里的元组结构来定义变量）
t = (1, 10.31, ('OK', 'python'))
(a, b, (c, d)) = t
print(a, b, c, d)
# 1 10.31 OK python
如果你只想要元组其中几个元素，用通配符「*」，英文叫 wildcard，在计算机语言中代表一个或多个元素。下例就是把多个元素丢给了rest变量。
t = 1, 2, 3, 4, 5
a, b, *rest, c = t
print(a, b, c) # 1 2 5
print(rest) # [3, 4]
如果你根本不在乎 rest 变量，那么就用通配符「*」加上下划线「_」。
t = 1, 2, 3, 4, 5
a, b, *_ = t
print(a, b) # 1 2
字符串的常用内置方法
-
capitalize()将字符串的第一个字符转换为大写 -
lower()转换字符串中所有大写字符为小写。 -
upper()转换字符串中的小写字母为大写。 -
swapcase()将字符串中大写转换为小写，小写转换为大写。 -
count(str, beg= 0,end=len(string))返回str在 string 里面出现的次数，如果beg或者end指定则返回指定范围内str出现的次数。 -
endswith(suffix, beg=0, end=len(string))检查字符串是否以指定子字符串suffix结束，如果是，返回 True，否则返回 False。如果beg和end指定值，则在指定范围内检查。 -
startswith(substr, beg=0,end=len(string))检查字符串是否以指定子字符串substr开头，如果是，返回 True，否则返回 False。如果beg和end指定值，则在指定范围内检查。 -
find(str, beg=0, end=len(string))检测str是否包含在字符串中，如果指定范围beg和end，则检查是否包含在指定范围内，如果包含，返回开始的索引值，否则返回 -1。 -
rfind(str, beg=0,end=len(string))类似于find()函数，不过是从右边开始查找。 -
isnumeric()如果字符串中只包含数字字符，则返回 True，否则返回 False。 -
ljust(width[, fillchar])返回一个原字符串左对齐，并使用fillchar（默认空格）填充至长度width的新字符串。 -
rjust(width[, fillchar])返回一个原字符串右对齐，并使用fillchar（默认空格）填充至长度width的新字符串。
str4 = '1101'
print(str4.ljust(8, '0')) # 11010000
print(str4.rjust(8, '0')) # 00001101
-
lstrip([chars])截掉字符串左边的空格或指定字符。 -
rstrip([chars])删除字符串末尾的空格或指定字符。 -
strip([chars])在字符串上执行lstrip()和rstrip()。
str5 = ' I Love LsgoGroup '
print(str5.lstrip()) # 'I Love LsgoGroup '
print(str5.lstrip().strip('I')) # ' Love LsgoGroup '
print(str5.rstrip()) # ' I Love LsgoGroup'
print(str5.strip()) # 'I Love LsgoGroup'
print(str5.strip().strip('p')) # 'I Love LsgoGrou'
-
partition(sub)找到子字符串sub，把字符串分为一个三元组(pre_sub,sub,fol_sub)，如果字符串中不包含sub则返回('原字符串','','')。 -
rpartition(sub)类似于partition()方法，不过是从右边开始查找。
str5 = ' I Love LsgoGroup '
print(str5.strip().partition('o')) # ('I L', 'o', 've LsgoGroup')
print(str5.strip().partition('m')) # ('I Love LsgoGroup', '', '')
print(str5.strip().rpartition('o')) # ('I Love LsgoGr', 'o', 'up')
replace(old, new [, max]) 把 将字符串中的old替换成new，如果max指定，则替换不超过max次。
split(str="", num) 不带参数默认是以空格为分隔符切片字符串，如果num参数有设置，则仅分隔num个子字符串，返回切片后的子字符串拼接的列表。
str5 = ' I Love LsgoGroup '
print(str5.strip().split()) # ['I', 'Love', 'LsgoGroup']
print(str5.strip().split('o')) # ['I L', 've Lsg', 'Gr', 'up']
字符串格式化
format 格式化函数
str8 = "{0} Love {1}".format('I', 'Lsgogroup') # 位置参数
print(str8) # I Love Lsgogroup
str8 = "{a} Love {b}".format(a='I', b='Lsgogroup') # 关键字参数
print(str8) # I Love Lsgogroup
str8 = "{0} Love {b}".format('I', b='Lsgogroup') # 位置参数要在关键字参数之前
print(str8) # I Love Lsgogroup
str8 = '{0:.2f}{1}'.format(27.658, 'GB') # 保留小数点后两位
print(str8) # 27.66GB
print('%c' % 97) # a
print('%c %c %c' % (97, 98, 99)) # a b c
print('%d + %d = %d' % (4, 5, 9)) # 4 + 5 = 9
print("我叫 %s 今年 %d 岁!" % ('小明', 10)) # 我叫 小明 今年 10 岁!
print('%o' % 10) # 12
print('%x' % 10) # a
print('%X' % 10) # A
print('%f' % 27.658) # 27.658000
print('%e' % 27.658) # 2.765800e+01
print('%E' % 27.658) # 2.765800E+01
print('%g' % 27.658) # 27.658
text = "I am %d years old." % 22
print("I said: %s." % text) # I said: I am 22 years old..
print("I said: %r." % text) # I said: 'I am 22 years old.'
print('%5.1f' % 27.658) # ' 27.7'
print('%.2e' % 27.658) # 2.77e+01
print('%10d' % 10) # ' 10'
print('%-10d' % 10) # '10 '
print('%+d' % 10) # +10
print('%#o' % 10) # 0o12
print('%#x' % 108) # 0x6c
print('%010d' % 5) # 0000000005
字典
可变类型与不可变类型
- 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。
- 字典是 Python 唯一的一个 映射类型，字符串、元组、列表属于序列类型。
那么如何快速判断一个数据类型 X 是不是可变类型的呢？两种方法：
- 麻烦方法：用
id(X)函数，对 X 进行某种操作，比较操作前后的id，如果不一样，则X不可变，如果一样，则X可变。 - 便捷方法：用
hash(X)，只要不报错，证明X可被哈希，即不可变，反过来不可被哈希，即可变。
字典内置方法
dict.fromkeys(seq[, value]) 用于创建一个新字典，以序列 seq 中元素做字典的键，value 为字典所有键对应的初始值。
seq = ('name', 'age', 'sex')
dic1 = dict.fromkeys(seq)
print(dic1)
# {'name': None, 'age': None, 'sex': None}
dic2 = dict.fromkeys(seq, 10)
print(dic2)
# {'name': 10, 'age': 10, 'sex': 10}
dic3 = dict.fromkeys(seq, ('小马', '8', '男'))
print(dic3)
# {'name': ('小马', '8', '男'), 'age': ('小马', '8', '男'), 'sex': ('小马', '8', '男')}
dict.keys()返回一个可迭代对象，可以使用 list() 来转换为列表，列表为字典中的所有键。
dict.values()返回一个迭代器，可以使用 list() 来转换为列表，列表为字典中的所有值。
dic = {'Name': 'lsgogroup', 'Age': 7}
print(dic.keys()) # dict_keys(['Name', 'Age'])
lst = list(dic.keys()) # 转换为列表
print(dic.values())
print(lst) # ['Name', 'Age']
dict.setdefault(key, default=None)和get()方法 类似, 如果键不存在于字典中，将会添加键并将值设为默认值。
key in dict in 操作符用于判断键是否存在于字典中，如果键在字典 dict 里返回true，否则返回false。而not in操作符刚好相反，如果键在字典 dict 里返回false，否则返回true。
-
dict.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。若key不存在，则返回default值。 -
del dict[key]删除字典给定键key所对应的值。
dic1 = {1: "a", 2: [1, 2]}
print(dic1.pop(1), dic1) # a {2: [1, 2]}
# 设置默认值，必须添加，否则报错
print(dic1.pop(3, "nokey"), dic1) # nokey {2: [1, 2]}
del dic1[2]
print(dic1) # {}
dict.popitem()随机返回并删除字典中的一对键和值，如果字典已经为空，却调用了此方法，就报出KeyError异常。
dict.clear()`用于删除字典内所有元素。
dict.update(dict2)把字典参数 dict2 的 key:value对 更新到字典 dict 里。
集合的创建
- 先创建对象再加入元素。
- 在创建空集合的时候只能使用
s = set()，因为s = {}创建的是空字典。 - 直接把一堆元素用花括号括起来
{元素1, 元素2, ..., 元素n}。 - 重复元素在
set中会被自动被过滤。 - 使用
set(value)工厂函数，把列表或元组转换成集合。
集合的内置方法
set.add(elmnt)用于给集合添加元素，如果添加的元素在集合中已存在，则不执行任何操作。
set.update(set)用于修改当前集合，可以添加新的元素或集合到当前集合中，如果添加的元素在集合中已存在，则该元素只会出现一次，重复的会忽略。
set.remove(item) 用于移除集合中的指定元素。如果元素不存在，则会发生错误。
set.discard(value) 用于移除指定的集合元素。remove() 方法在移除一个不存在的元素时会发生错误，而 discard() 方法不会。
set.pop() 用于随机移除一个元素。
由于 set 是无序和无重复元素的集合，所以两个或多个 set 可以做数学意义上的集合操作。
-
set.intersection(set1, set2)返回两个集合的交集。 -
set1 & set2返回两个集合的交集。 -
set.intersection_update(set1, set2)交集，在原始的集合上移除不重叠的元素。
a = set('abracadabra')
b = set('alacazam')
print(a) # {'r', 'a', 'c', 'b', 'd'}
print(b) # {'c', 'a', 'l', 'm', 'z'}
c = a.intersection(b)
print(c) # {'a', 'c'}
print(a & b) # {'c', 'a'}
print(a) # {'a', 'r', 'c', 'b', 'd'}
a.intersection_update(b)
print(a) # {'a', 'c'}
-
set.union(set1, set2)返回两个集合的并集。 -
set1 | set2返回两个集合的并集。 -
set.difference(set)返回集合的差集。 -
set1 - set2返回集合的差集。 -
set.difference_update(set)集合的差集，直接在原来的集合中移除元素，没有返回值。 -
set.issuperset(set)用于判断集合是不是包含其他集合，如果是则返回 True，否则返回 False。 -
set1 >= set2判断集合是不是包含其他集合，如果是则返回 True，否则返回 False。 -
set.isdisjoint(set)用于判断两个集合是不是不相交，如果是返回 True，否则返回 False。 - Python 提供了不能改变元素的集合的实现版本，即不能增加或删除元素，类型名叫
frozenset。需要注意的是frozenset仍然可以进行集合操作，只是不能用带有update的方法。
序列
在 Python 中，序列类型包括字符串、列表、元组、集合和字典，这些序列支持一些通用的操作，但比较特殊的是，集合和字典不支持索引、切片、相加和相乘操作。
list(sub) 把一个可迭代对象转换为列表。
tuple(sub) 把一个可迭代对象转换为元组。
str(obj) 把obj对象转换为字符串
len(s)返回对象（字符、列表、元组等）长度或元素个数。
max(sub)返回序列或者参数集合中的最大值
min(sub)返回序列或参数集合中的最小值
sum(iterable[, start=0]) 返回序列iterable与可选参数start的总和。
sorted(iterable, key=None, reverse=False)对所有可迭代的对象进行排序操作。
-
iterable-- 可迭代对象。 -
key-- 主要是用来进行比较的元素，只有一个参数，具体的函数的参数就是取自于可迭代对象中，指定可迭代对象中的一个元素来进行排序。 -
reverse-- 排序规则，reverse = True降序 ，reverse = False升序（默认）。 - 返回重新排序的列表。
x = [-8, 99, 3, 7, 83]
print(sorted(x)) # [-8, 3, 7, 83, 99]
print(sorted(x, reverse=True)) # [99, 83, 7, 3, -8]
t = ({"age": 20, "name": "a"}, {"age": 25, "name": "b"}, {"age": 10, "name": "c"})
x = sorted(t, key=lambda a: a["age"])
print(x)
# [{'age': 10, 'name': 'c'}, {'age': 20, 'name': 'a'}, {'age': 25, 'name': 'b'}]
reversed(seq)函数返回一个反转的迭代器。
-
seq-- 要转换的序列，可以是 tuple, string, list 或 range。
s = 'lsgogroup'
x = reversed(s)
print(type(x)) # <class 'reversed'>
print(x) # <reversed object at 0x000002507E8EC2C8>
print(list(x))
# ['p', 'u', 'o', 'r', 'g', 'o', 'g', 's', 'l']
t = ('l', 's', 'g', 'o', 'g', 'r', 'o', 'u', 'p')
print(list(reversed(t)))
# ['p', 'u', 'o', 'r', 'g', 'o', 'g', 's', 'l']
r = range(5, 9)
print(list(reversed(r)))
# [8, 7, 6, 5]
x = [-8, 99, 3, 7, 83]
print(list(reversed(x)))
# [83, 7, 3, 99, -8]
enumerate(sequence, [start=0])
seasons = ['Spring', 'Summer', 'Fall', 'Winter']
a = list(enumerate(seasons))
print(a)
# [(0, 'Spring'), (1, 'Summer'), (2, 'Fall'), (3, 'Winter')]
b = list(enumerate(seasons, 1))
print(b)
# [(1, 'Spring'), (2, 'Summer'), (3, 'Fall'), (4, 'Winter')]
for i, element in a:
print('{0},{1}'.format(i, element))
# 0,Spring
# 1,Summer
# 2,Fall
# 3,Winter
zip(iter1 [,iter2 [...]])
- 用于将可迭代的对象作为参数，将对象中对应的元素打包成一个个元组，然后返回由这些元组组成的对象，这样做的好处是节约了不少的内存。
- 我们可以使用
list()转换来输出列表。 - 如果各个迭代器的元素个数不一致，则返回列表长度与最短的对象相同，利用
*号操作符，可以将元组解压为列表。
a = [1, 2, 3]
b = [4, 5, 6]
c = [4, 5, 6, 7, 8]
zipped = zip(a, b)
print(zipped) # <zip object at 0x000000C5D89EDD88>
print(list(zipped)) # [(1, 4), (2, 5), (3, 6)]
zipped = zip(a, c)
print(list(zipped)) # [(1, 4), (2, 5), (3, 6)]
a1, a2 = zip(*zip(a, b))
print(list(a1)) # [1, 2, 3]
