「Python系列」Python数据结构

一、数据结构

Python提供了多种内置的数据结构，这些数据结构在编程中非常有用。以下是Python中常见的一些数据结构：

1. 列表（List）:
   列表是Python中最常用的数据结构之一，它是一个有序的集合，可以包含任意类型的对象，包括数字、字符串、元组、列表等。列表是可变的，意味着你可以修改、添加或删除列表中的元素。

my_list = [1, 2, 3, "four", 5.5]
my_list.append(6)  # 添加元素
my_list.remove(3)  # 删除元素

方法

方法	描述
list.append(x)	把一个元素添加到列表的结尾，相当于 a[len(a):] = [x]。
list.extend(L)	通过添加指定列表的所有元素来扩充列表，相当于 a[len(a):] = L。
list.insert(i, x)	在指定位置插入一个元素。第一个参数是准备插入到其前面的那个元素的索引，例如 a.insert(0, x) 会插入到整个列表之前，而 a.insert(len(a), x) 相当于 a.append(x) 。
list.remove(x)	删除列表中值为 x 的第一个元素。如果没有这样的元素，就会返回一个错误。
list.pop([i])	从列表的指定位置移除元素，并将其返回。如果没有指定索引，a.pop()
list.clear()	移除列表中的所有项，等于del a[:]。
list.index(x)	返回列表中第一个值为 x 的元素的索引。如果没有匹配的元素就会返回一个错误。
list.count(x)	返回 x 在列表中出现的次数。
list.sort()	对列表中的元素进行排序。
list.reverse()	倒排列表中的元素。
list.copy()	返回列表的浅复制，等于a[:]。

2. 元组（Tuple）:
   元组与列表类似，也是一个有序的集合，但它是不可变的。一旦元组被创建，就不能修改它的内容。元组通常用于存储不需要修改的数据。

创建元组

你可以使用圆括号 () 来创建一个元组。元组中的元素之间用逗号分隔。

# 创建一个包含整数的元组
my_tuple = (1, 2, 3)# 创建一个包含不同类型元素的元组
mixed_Tuple = (1, "hello", 3.14)# 创建一个空元组
empty_Tuple = ()# 创建一个只有一个元素的元组（注意逗号的使用）
single_element_Tuple = (42,)

访问元组元素

你可以通过索引来访问元组中的元素。索引是从0开始的整数。

my_Tuple = (10, 20, 30, 40)# 访问第一个元素
first_element = my_Tuple[0]  # 输出: 10# 访问最后一个元素
last_element = my_Tuple[-1]  # 输出: 40# 访问第三个元素
third_element = my_Tuple[2]  # 输出: 30

元组操作

虽然元组是不可变的，但你还是可以对它们进行一些操作，如连接、重复、索引、切片等。

# 连接两个元组
tuple1 = (1, 2, 3)
Tuple2 = (4, 5, 6)
combined_Tuple = Tuple1 + Tuple2  # 输出: (1, 2, 3, 4, 5, 6)# 重复一个元组
repeated_Tuple = Tuple1 * 2  # 输出: (1, 2, 3, 1, 2, 3)# 切片操作
sliced_Tuple = my_Tuple[1:3]  # 输出: (20, 30)# 检查元素是否在元组中
if 20 in my_Tuple:print("20 is in the tuple")# 获取元组长度
length = len(my_Tuple)  # 输出: 4

元组与列表的比较

元组和列表非常相似，但主要的区别在于元组是不可变的，而列表是可变的。这意味着一旦你创建了一个元组，就不能修改它，而列表可以在任何时候被修改。

• 元组：不可变、用于存储不可变的数据集合、用作字典的键、因为不可变所以更安全。
• 列表：可变、用于存储可变的数据集合、不可以用作字典的键、因为可变所以更加灵活。

元组的用途

• 当你需要一个不会改变的数据集合时，可以使用元组。
• 元组常用于表示一系列相关的值，例如坐标点（x, y）。
• 因为元组是不可变的，所以它们经常用作字典的键。
• 当函数需要返回多个值时，元组是一个很好的选择。

虽然元组是不可变的，但你可以通过元组解包（tuple unpacking）来轻松地将元组中的值赋给变量。

x, y, z = (1, 2, 3)
print(x)  # 输出: 1
print(y)  # 输出: 2
print(z)  # 输出: 3

更多详细介绍，可了解下我的另一篇文章
「Python系列」Python元组

3. 字典（Dictionary）:
   字典是一个无序的键值对集合。每个键在字典中都是唯一的，通过键可以快速地访问、添加或删除对应的值。

my_dict = {"name": "Alice", "age": 25, "city": "New York"}
print(my_dict["name"])  # 输出: Alice
my_dict["country"] = "USA"  # 添加键值对
del my_dict["age"]  # 删除键值对

4. 集合（Set）:
   集合是一个无序且不包含重复元素的集合。集合通常用于成员关系测试和消除重复元素。

my_set = {1, 2, 3, 3, 4}  # 重复的元素会被自动移除
my_set.add(5)  # 添加元素
my_set.remove(2)  # 删除元素

5. 字符串（String）:
   虽然字符串在Python中是不可变的，但它们仍然是一种非常重要的数据结构。字符串是由字符组成的序列，可以用于表示文本信息。

my_string = "Hello, World!"
print(my_string[0])  # 输出: H
# my_string[0] = 'h'  # 这行代码会报错，因为字符串是不可变的

6. 自定义数据结构:
   除了内置的数据结构外，你还可以使用类（Class）来定义自己的数据结构。例如，你可以创建一个类来表示一个二维点，包含x和y坐标。

class Point:def __init__(self, x, y):self.x = xself.y = yp = Point(1, 2)
print(p.x, p.y)  # 输出: 1 2

这些数据结构提供了强大的功能，可以帮助你更有效地组织和操作数据。每种数据结构都有其适用的场景和优缺点，因此选择正确的数据结构对于编写高效和可维护的代码至关重要。

二、相关链接

1. Python下载安装中心
2. Python官网
3. Python软件下载
4. 「Python系列」Python简介及案例
5. 「Python系列」Python基础语法/数据类型
6. 「Python系列」Python解释器
7. 「Python系列」Python运算符