list
list使用[]，元素之间使用,进行分割；是一种有序排列的数组。（本质上是一个栈）
特点
- list中元素按顺序有序排序；
- list索引映射唯一数据；
- list可以添加重复数据；
- list中任意数据类型可以混存；
- list可以根据需要动态分配和回收内存。
基本操作
创建
- 使用中括号[]
lst = ['hello','world',123]- 调用内置函数list()
lst = list(['hello','world',123])- 使用range()
lst = [i*i for i in range(0, 10)]
#返回结果[0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]查询操作
获取指定元素的索引
index()函数：
- 如果列表中存在N个相同元素，只返回相同元素中的第一个元素的索引；
- 如果查询的元素在列表中不存在，运行时会报ValueError
- 可以在指定的start和stop之间进行查找
lst = ['hello', 'world', 123, 'world']
id = lst.index('world') #返回值为1
id = lst.index('python') #ValueError: 'python' is not in list
id = lst.index('world', 2, 4) #返回值为3
#index()第一个参数为要查找的值，第二个参数为start（包含start），第三个参数为stop（不包含stop）获取列表中的单个元素
- 正向索引从0到n-1；
- 逆向索引从-n到-1；
- 指定索引不存在，运行时会报IndexError
获取列表中的多个元素
- 语法结构：
lst[start : stop : step]- 切片结果：原列表片段拷贝
- 切片范围：[start, stop]
- step默认值为1；若step为正数，start默认为第一个元素，stop默认为最后一个元素；若step为负数，start默认为最后一个元素，stop默认为第一个元素。
判断指定元素是否存在
使用in或not in判断指定元素在列表中是否存在；
元素 in 列表； 元素 not in 列表
增加元素
- append()：在列表的末尾添加一个元素
lst = [10, 20, 30]
lst.append(100) #此时列表为[10, 20, 30, 100]- extend()：在列表的末尾至少添加一个元素
lst1 = [10, 20, 30]
lst2 = [40, 50]
lst1.append(lst2) #若执行该步骤，则返回[10, 20, 30, [40, 50]]
lst1.extend(lst2) #若执行该步骤，则返回[10, 20, 30, 40, 50]- insert()：在列表的任意位置添加一个元素
lst = [10, 20, 30]
lst.inster(1, 90) #返回[10, 90, 20, 30]- 切片：在列表的任意位置添加至少一个元素
lst = [10, 20, 30]
lst2 = [50, 60, 70]
lst[1:] = lst2 #返回[10, 50, 60, 70]删除元素
- remove()：一次删除一个元素；重复元素只删除第一个；元素不存在，则报错ValueError
lst = [10, 20, 30, 40, 20]
lst.remove(20) #返回[10, 30, 40, 20]- pop()：删除一个指定索引位置上的元素；指定索引不存在则报错IndexError
lst = [10, 20, 30, 40, 20]
lst.pop(1) #返回[10, 30, 40, 20]注：默认删除列表的最后一个元素。
- 切片：一次至少删除一个元素
#产生一个新列表
lst = [10, 20, 30, 40, 20]
lst_new = lst[1:3]
#此时，lst = [10, 20, 30, 40, 20]，lst_new = [20, 30]#不产生新列表
lst = [10, 20, 30, 40, 20]
lst[1:3] = []
#返回结果：lst = [20, 30]- clear()：清空列表
- del：删除列表
lst = [20, 30]
del lst修改
- 为指定索引的元素赋予一个新值
lst = [10, 20, 30, 40]
lst[1] = 50 #返回[10, 50, 30, 40]- 为指定的切片赋予一个新值
lst = [10, 20, 30, 40]
lst[1:3] = [100, 200, 300, 400] #返回[10, 100, 200, 300, 400, 40]排序
- 调用sort()方法，列表中的所有元素默认按照从小到大的顺序进行排列；当指定reverse=True，则按降序排序；
lst.sort()- 调用内置函数sorted()，指定reverse=True，则按降序排序；原列表不发生改变，将会产生一个新的列表。
lst_new = sorted(lst)时间复杂度
由于list的存储数据的复杂性，因此，在对list进行一些查询等基本操作时，时间复杂度为O(n)；具体的各个操作的时间复杂度如下，n是容器中当前的元素数，k是需要操作的元素个数。
操作 | 时间复杂度 | 操作 | 时间复杂度 |
copy | O(n) | append | O(1) |
insert | O(n) | pop() | O(1) |
remove(i) | O(n) | pop(i) | O(n) |
delete | O(n) | extend | O(k) |
sort | O(nlogn) | in | O(n) |
min,max | O(n) | len | O(1) |
deque
deque是一种能在队列两端都进行入队、出队操作的数据结构，比普通的队列更加灵活也更加复杂。
基本操作
创建
d = collections.deque() #创建一个空队列
d = collections.deque(['a','b','c']) #从list创建
d = collections.deque(('a','b','c')) #从tuple创建
d = collections.deque({'a':0,'b':1,'c':2}) #从dict创建
d = collections.deque("abc") #从字符串创建增加元素
d.append('d') #向右边增加一个元素'd'
d.appendleft('+') #向左边增加一个元素'+'extend和extendleft，用于将一个可迭代对象的所有迭代值，依次加入到队列的右边或者左边
d1 = collections.deque()
d1.extend("123") #输出结果为：deque(['1', '2', '3'])
d2 = collections.deque()
d2.extendleft("123") #输出结果为：deque(['3', '2', '1'])删除元素
d.pop() #从右边删除一个元素
d.popleft() #从左边删除一个元素时间复杂度
操作 | 时间复杂度 | 操作 | 时间复杂度 |
copy | O(n) | append | O(1) |
extend | O(k) | appendleft | O(1) |
extendleft | O(k) | pop | O(1) |
remove | O(n) | popleft | O(1) |
set
set使用()，是一种无序数组，set中的内容不能重复。
基本操作
创建
s = set()
s = set(['a', 'b', 'c'])
s = set([('a', 1), ('b', 2), ('c', 3)])增加元素
s = set(['a', 'b', 'c'])
s.add('d')删除元素
s = set(['a', 'b', 'c'])
s.remove('c')查询
使用in或not in判断指定元素在列表中是否存在；
元素 in 列表； 元素 not in 列表
时间复杂度
操作 | 时间复杂度 | 操作 | 时间复杂度 |
in | O(1) | add | O(1) |
pop() | O(1) | pop(i) | O(n) |
remove(i) | O(n) | iteration | O(n) |
dict
dict是以键值对的方式存储数据，字典是一个无序的序列；
dict的存储是将key通过hash函数计算位置，然后将其放到对应位置中；
dict是根据key查找value所在的位置。
dict的查找效率是非常高的，其查找过程是将key通过hash函数计算得到位置，然后取出对应的值。
特点
- dict中的所有元素都是键值对，key不能重复，但value可以重复
- dict中的元素是无序的
- dict中的key必须是不可变对象（例如int，str；list是可变对象，因此不能作为key）
- dict可以根据需要动态地伸缩
- dict会浪费较大的内存，是一种使用空间换时间的数据结构
基本操作
创建
- 常用方式：使用花括号；
#冒号左边为key，右边为value
student = {'name': '张三', 'age': 30}- 使用内置函数dict()
#等号左边为key，右边为value
student = dict(name = '张三', age = 30)取值
- 使用[]进行取值：如果字典中不存在指定的key，则输出keyError；
student = {'name': '张三', 'age': 30}
nm = student[name] #返回结果为'张三'
sx = student[sex] #输出keyError- get()方法：如果字典中不存在指定的key，则返回None
student = {'name': '张三', 'age': 30}
nm = student.get('name') #返回结果为'张三'
sx = student.get('sex') #返回结果为None
sc = student.get('score', 100) #返回结果为100,但该键值对不会新增到字典中key的判断
- in：指定的key在字典中存在，返回True；
- not in：指定的key在字典中不存在，返回False。
增加元素
student = {'name': '张三', 'age': 30}
student['sex'] = '女'删除元素
- 删除指定的键值对
student = {'name': '张三', 'age': 30}
del student['name'] #将key为name的键值对删除- 清空字典的元素
student = {'name': '张三', 'age': 30}
student.clear()修改
student = {'name': '张三', 'age': 30}
student['age'] = 20时间复杂度
操作 | 时间复杂度 | 操作 | 时间复杂度 |
in | O(1) | copy | O(n) |
add | O(1) | del | O(1) |
iteration | O(n) |
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