Python常见数据结构详解


Posted in Python onJuly 24, 2014

本文详细罗列归纳了Python常见数据结构,并附以实例加以说明,相信对读者有一定的参考借鉴价值。

总体而言Python中常见的数据结构可以统称为容器(container)。序列(如列表和元组)映射(如字典)以及集合(set)是三类主要的容器。

一、序列(列表、元组和字符串)

序列中的每个元素都有自己的编号。Python中有6种内建的序列。其中列表和元组是最常见的类型。其他包括字符串、Unicode字符串、buffer对象和xrange对象。下面重点介绍下列表、元组和字符串。

1、列表

列表是可变的,这是它区别于字符串和元组的最重要的特点,一句话概括即:列表可以修改,而字符串和元组不能。

(1)、创建

通过下面的方式即可创建一个列表:

list1=['hello','world']
print list1
list2=[1,2,3]
print list2

输出:

['hello', 'world']
[1, 2, 3]

可以看到,这中创建方式非常类似于javascript中的数组。

(2)、list函数

通过list函数(其实list是一种类型而不是函数)对字符串创建列表非常有效:

list3=list("hello")
print list3

输出:

['h', 'e', 'l', 'l', 'o']

2、元组

元组与列表一样,也是一种序列,唯一不同的是元组不能被修改(字符串其实也有这种特点)。

(1)、创建

t1=1,2,3
t2="jeffreyzhao","cnblogs"
t3=(1,2,3,4)
t4=()
t5=(1,)
print t1,t2,t3,t4,t5

输出:

(1, 2, 3) ('jeffreyzhao', 'cnblogs') (1, 2, 3, 4) () (1,)

从上面我们可以分析得出:

a、逗号分隔一些值,元组自动创建完成;

b、元组大部分时候是通过圆括号括起来的;

c、空元组可以用没有包含内容的圆括号来表示;

d、只含一个值的元组,必须加个逗号(,);

(2)、tuple函数

tuple函数和序列的list函数几乎一样:以一个序列(注意是序列)作为参数并把它转换为元组。如果参数就算元组,那么该参数就会原样返回:

t1=tuple([1,2,3])
t2=tuple("jeff")
t3=tuple((1,2,3))
print t1
print t2
print t3
t4=tuple(123)
print t45

输出:

(1, 2, 3)
('j', 'e', 'f', 'f')
(1, 2, 3)

Traceback (most recent call last):
  File "F:\Python\test.py", line 7, in <module>
    t4=tuple(123)
TypeError: 'int' object is not iterable

3、字符串

(1)创建

str1='Hello world'
print str1
print str1[0]
for c in str1:
  print c

输出:

Hello world
H
H
e
l
l
o
 
w
o
r
l
d

(2)格式化

字符串格式化使用字符串格式化操作符即百分号%来实现。

str1='Hello,%s' % 'world.'
print str1

格式化操作符的右操作数可以是任何东西,如果是元组或者映射类型(如字典),那么字符串格式化将会有所不同。

strs=('Hello','world') #元组
str1='%s,%s' % strs
print str1
d={'h':'Hello','w':'World'} #字典
str1='%(h)s,%(w)s' % d
print str1

输出:

Hello,world
Hello,World

注意:如果需要转换的元组作为转换表达式的一部分存在,那么必须将它用圆括号括起来

str1='%s,%s' % 'Hello','world'
print str1

输出:

Traceback (most recent call last):
 File "F:\Python\test.py", line 2, in <module>
  str1='%s,%s' % 'Hello','world'
TypeError: not enough arguments for format string

如果需要输出%这个特殊字符,毫无疑问,我们会想到转义,但是Python中正确的处理方式如下:

str1='%s%%' % 100
print str1

输出:

100%

对数字进行格式化处理,通常需要控制输出的宽度和精度

from math import pi
str1='%.2f' % pi #精度2
print str1
str1='%10f' % pi #字段宽10
print str1
str1='%10.2f' % pi #字段宽10,精度2
print str1

输出:

3.14
 3.141593
   3.14

字符串格式化还包含很多其他丰富的转换类型,可参考官方文档。

Python中在string模块还提供另外一种格式化值的方法:模板字符串。它的工作方式类似于很多UNIX Shell里的变量替换,如下所示:

from string import Template
str1=Template('$x,$y!')
str1=str1.substitute(x='Hello',y='world')
print str1

输出:

Hello,world!

如果替换字段是单词的一部分,那么参数名称就必须用括号括起来,从而准确指明结尾:

from string import Template
str1=Template('Hello,w${x}d!')
str1=str1.substitute(x='orl')
print str1

输出:

Hello,world!

如要输出$符,可以使用$$输出:

from string import Template
str1=Template('$x$$')
str1=str1.substitute(x='100')
print str1

输出:

100$

除了关键字参数之外,模板字符串还可以使用字典变量提供键值对进行格式化:

from string import Template
d={'h':'Hello','w':'world'}
str1=Template('$h,$w!')
str1=str1.substitute(d)
print str1

输出:

Hello,world!

除了格式化之外,Python字符串还内置了很多实用方法,可参考官方文档,这里不再列举。

4、通用序列操作(方法)

从列表、元组以及字符串可以“抽象”出序列的一些公共通用方法(不是你想像中的CRUD),这些操作包括:索引(indexing)、分片(sliceing)、加(adding)、乘(multiplying)以及检查某个元素是否属于序列的成员。除此之外,还有计算序列长度、最大最小元素等内置函数。

(1)索引

str1='Hello'
nums=[1,2,3,4]
t1=(123,234,345)
print str1[0]
print nums[1]
print t1[2]

输出

H
2
345

索引从0(从左向右)开始,所有序列可通过这种方式进行索引。神奇的是,索引可以从最后一个位置(从右向左)开始,编号是-1:

str1='Hello'
nums=[1,2,3,4]
t1=(123,234,345)
print str1[-1]
print nums[-2]
print t1[-3]

输出:

o
3
123

(2)分片

分片操作用来访问一定范围内的元素。分片通过冒号相隔的两个索引来实现:

nums=range(10)
print nums
print nums[1:5]
print nums[6:10]
print nums[1:]
print nums[-3:-1]
print nums[-3:] #包括序列结尾的元素,置空最后一个索引
print nums[:] #复制整个序列

输出:

[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
[1, 2, 3, 4]
[6, 7, 8, 9]
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
[7, 8]
[7, 8, 9]

不同的步长,有不同的输出:

nums=range(10)
print nums
print nums[0:10] #默认步长为1 等价于nums[1:5:1]
print nums[0:10:2] #步长为2
print nums[0:10:3] #步长为3
 
##print nums[0:10:0] #步长为0
print nums[0:10:-2] #步长为-2

输出:

[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
[0, 2, 4, 6, 8]
[0, 3, 6, 9]
[]

(3)序列相加

str1='Hello'
str2=' world'
print str1+str2
num1=[1,2,3]
num2=[2,3,4]
print num1+num2
print str1+num1

输出:

Hello world
[1, 2, 3, 2, 3, 4]

Traceback (most recent call last):
  File "F:\Python\test.py", line 7, in <module>
    print str1+num1
TypeError: cannot concatenate 'str' and 'list' objects

(4)乘法

print [None]*10
str1='Hello'
print str1*2
num1=[1,2]
print num1*2
print str1*num1

输出:

[None, None, None, None, None, None, None, None, None, None]

HelloHello
[1, 2, 1, 2]

Traceback (most recent call last):
  File "F:\Python\test.py", line 5, in <module>
    print str1*num1
TypeError: can't multiply sequence by non-int of type 'list'

(5)成员资格

in运算符会用来检查一个对象是否为某个序列(或者其他类型)的成员(即元素):

str1='Hello'
print 'h' in str1 
print 'H' in str1
num1=[1,2]
print 1 in num1

输出:

False
True
True

(6)长度、最大最小值

通过内建函数len、max和min可以返回序列中所包含元素的数量、最大和最小元素。

str1='Hello'
print len(str1) 
print max(str1)
print min(str1)
num1=[1,2,1,4,123]
print len(num1) 
print max(num1)
print min(num1)

输出:

5
o
H
5
123
1

二、映射(字典)

映射中的每个元素都有一个名字,如你所知,这个名字专业的名称叫键。字典(也叫散列表)是Python中唯一内建的映射类型。

1、键类型

字典的键可以是数字、字符串或者是元组,键必须唯一。在Python中,数字、字符串和元组都被设计成不可变类型,而常见的列表以及集合(set)都是可变的,所以列表和集合不能作为字典的键。键可以为任何不可变类型,这正是Python中的字典最强大的地方。

list1=["hello,world"]
set1=set([123])
d={}
d[1]=1
print d
d[list1]="Hello world."
d[set1]=123
print d

输出:

{1: 1}

Traceback (most recent call last):
  File "F:\Python\test.py", line 6, in <module>
    d[list1]="Hello world."
TypeError: unhashable type: 'list'

2、自动添加

即使键在字典中并不存在,也可以为它分配一个值,这样字典就会建立新的项。

3、成员资格

表达式item in d(d为字典)查找的是键(containskey),而不是值(containsvalue)。

Python字典强大之处还包括内置了很多常用操作方法,可参考官方文档,这里不再列举。

思考:根据我们使用强类型语言的经验,比如C#和Java,我们肯定会问Python中的字典是线程安全的吗?

三、集合

集合(Set)在Python 2.3引入,通常使用较新版Python可直接创建,如下所示:

strs=set(['jeff','wong','cnblogs'])
nums=set(range(10))

看上去,集合就是由序列(或者其他可迭代的对象)构建的。集合的几个重要特点和方法如下:

1、副本是被忽略的

集合主要用于检查成员资格,因此副本是被忽略的,如下示例所示,输出的集合内容是一样的。

set1=set([0,1,2,3,0,1,2,3,4,5])
print set1
 
set2=set([0,1,2,3,4,5])
print set2

输出如下:

set([0, 1, 2, 3, 4, 5])
set([0, 1, 2, 3, 4, 5])

2、集合元素的顺序是随意的

这一点和字典非常像,可以简单理解集合为没有value的字典。

strs=set(['jeff','wong','cnblogs'])
print strs

输出如下:

set(['wong', 'cnblogs', 'jeff'])

3、集合常用方法

a、交集union

set1=set([1,2,3])
set2=set([2,3,4])
set3=set1.union(set2)
print set1
print set2
print set3

输出:

set([1, 2, 3])
set([2, 3, 4])
set([1, 2, 3, 4])

union操作返回两个集合的并集,不改变原有集合。使用按位与(OR)运算符“|”可以得到一样的结果:

set1=set([1,2,3])
set2=set([2,3,4])
set3=set1|set2
print set1
print set2
print set3

输出和上面union操作一模一样的结果。

其他常见操作包括&(交集),<=,>=,-,copy()等等,这里不再列举。

set1=set([1,2,3])
set2=set([2,3,4])
set3=set1&set2
print set1
print set2
print set3
print set3.issubset(set1)
set4=set1.copy()
print set4
print set4 is set1

输出如下:

set([1, 2, 3])
set([2, 3, 4])
set([2, 3])
True
set([1, 2, 3])
False

b、add和remove

和序列添加和移除的方法非常类似,可参考官方文档:

set1=set([1])
print set1
set1.add(2)
print set1
set1.remove(2)
print set1
print set1
print 29 in set1
set1.remove(29) #移除不存在的项

输出:

set([1])
set([1, 2])
set([1])
set([1])
False

Traceback (most recent call last):
  File "F:\Python\test.py", line 9, in <module>
    set1.remove(29) #移除不存在的项
KeyError: 29

4、frozenset

集合是可变的,所以不能用做字典的键。集合本身只能包含不可变值,所以也就不能包含其他集合:

set1=set([1])
set2=set([2])
set1.add(set2)

输出如下:

Traceback (most recent call last):
  File "F:\Python\test.py", line 3, in <module>
    set1.add(set2)
TypeError: unhashable type: 'set'

可以使用frozenset类型用于代表不可变(可散列)的集合:

set1=set([1])
set2=set([2])
set1.add(frozenset(set2))
print set1

输出:

set([1, frozenset([2])])
Python 相关文章推荐
Python批量修改文件后缀的方法
Jan 26 Python
python实现在控制台输入密码不显示的方法
Jul 02 Python
Python实现基于TCP UDP协议的IPv4 IPv6模式客户端和服务端功能示例
Mar 22 Python
python flask实现分页的示例代码
Aug 02 Python
聊聊python里如何用Borg pattern实现的单例模式
Jun 06 Python
python 实现二维字典的键值合并等函数
Dec 06 Python
Python获取二维数组的行列数的2种方法
Feb 11 Python
python中如何进行连乘计算
May 28 Python
使用keras实现孪生网络中的权值共享教程
Jun 11 Python
python 实现网易邮箱邮件阅读和删除的辅助小脚本
Mar 01 Python
python使用pygame创建精灵Sprite
Apr 06 Python
Python还能这么玩之只用30行代码从excel提取个人值班表
Jun 05 Python
python海龟绘图实例教程
Jul 24 #Python
python实现绘制树枝简单示例
Jul 24 #Python
python实现进程间通信简单实例
Jul 23 #Python
Python数组条件过滤filter函数使用示例
Jul 22 #Python
Python标准库与第三方库详解
Jul 22 #Python
Python调用C/C++动态链接库的方法详解
Jul 22 #Python
使用python编写批量卸载手机中安装的android应用脚本
Jul 21 #Python
You might like
PHP 实现代码复用的一个方法 traits新特性
2015/02/22 PHP
PHP实现中文圆形印章特效
2015/06/19 PHP
php安装php_rar扩展实现rar文件读取和解压的方法
2016/11/17 PHP
Mac下php 5升级到php 7的步骤详解
2017/04/26 PHP
Laravel学习教程之View模块详解
2017/09/18 PHP
tp5框架基于ajax实现异步删除图片的方法示例
2020/02/10 PHP
jquery.simple.tree插件 更简单,兼容性更好的无限树插件
2010/09/03 Javascript
EXTJS FORM HIDDEN TEXTFIELD 赋值 使用value不好用的问题
2011/04/16 Javascript
JavaScript高级程序设计 阅读笔记(十七) js事件
2012/08/14 Javascript
node.js实现BigPipe详解
2014/12/05 Javascript
javascript带回调函数的异步脚本载入方法实例分析
2015/07/02 Javascript
使用堆实现Top K算法(JS实现)
2015/12/25 Javascript
JavaScript是如何实现继承的(六种方式)
2016/03/31 Javascript
Vue2.0父组件与子组件之间的事件发射与接收实例代码
2017/09/19 Javascript
详解react、redux、react-redux之间的关系
2018/04/11 Javascript
新手必须知的Node.js 4个JavaScript基本概念
2018/09/16 Javascript
Javascript读写cookie的实例源码
2019/03/16 Javascript
Vue-CLI项目中路由传参的方式详解
2019/09/01 Javascript
基于layui框架响应式布局的一些使用详解
2019/09/16 Javascript
vue 监听 Treeselect 选择项的改变操作
2020/08/31 Javascript
通过实例解析JavaScript常用排序算法
2020/09/02 Javascript
利用js canvas实现五子棋游戏
2020/10/11 Javascript
Python如何基于rsa模块实现非对称加密与解密
2020/01/03 Python
html特殊符号示例 html特殊字符编码对照表
2014/01/14 HTML / CSS
微信小程序canvas实现水平、垂直居中效果
2020/02/05 HTML / CSS
Clarins娇韵诗美国官网:法国天然护肤品牌
2016/09/26 全球购物
纽约JewelryAffairs珠宝店:精细金银时尚首饰
2017/02/05 全球购物
美国最大的存储市场:SpareFoot
2018/07/23 全球购物
几道PHP的面试题
2012/05/19 面试题
如何写一份好的自荐信
2014/01/02 职场文书
优秀共产党员先进事迹
2014/01/27 职场文书
高中军训感言500字
2014/02/24 职场文书
园林设计专业毕业生求职信
2014/03/23 职场文书
网站客服岗位职责
2014/04/05 职场文书
社区敬老月活动总结
2015/05/07 职场文书
德劲DE1108畅想
2021/04/22 无线电