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Python在标准库里提供了很多种数据结构,包括 dict, list, set, tuple。在 collections 这个库里还有更多的数据结构。接下来 我们讲解以下 dict, list, set 和 tuple。

所谓标准库,就是Python默认带的一些库,所谓的库,就是一堆Python代码作为一个合集来提供一些功能。

list

可能你用过其他语言中类似的数据结构,例如数组、链表等等,但是Python中的list与他们不太一样,list我们通常翻译为 列表。

首先Python中的列表是有顺序的,然后Python中的列表里可以包含任意东西,举个例子:

In [1]: [1, "Hello", None, 3.14]
Out[1]: [1, 'Hello', None, 3.14]

可以看到,Python中的列表的表示,是在中括号里加入列表中的元素,而列表的元素没有类型要求,而且,Python中的列表是长度不固定 的,举个例子:

In [1]: a = [1, "Hello", None, 3.14]

In [2]: a.append("World")

In [3]: a
Out[3]: [1, 'Hello', None, 3.14, 'World']

In [4]: a.remove(1)

In [5]: a
Out[5]: ['Hello', None, 3.14, 'World']

In [6]: a[0]
Out[6]: 'Hello'

In [7]: a[-1]
Out[7]: 'World'

In [8]: a[:]
Out[8]: ['Hello', None, 3.14, 'World']

In [9]: a[1:]
Out[9]: [None, 3.14, 'World']

在上面的例子里,我们还展示了如何用下标来取Python中列表里的值,还有就是如何取其中的一部分,我们把这种操作叫做切片, 例如 a[:]是去全部,a[1:] 是取第一个元素及其后所有元素,a[0]a[-1] 分别是取第一个和最后一个,如果下标是正数, 就是从左往右取值,而如果下标是负数,就是从右往左取值。

tuple

tuplelist 很多方面都是一样的,例如下标取值,切片等等,最大的区别在于,tuple是不可变的,也就是说,里面的元素 不可以替换,也不可以对tuple进行删除或者追加元素的操作:

In [1]: a = (1, "Hello", None, 3.14)

In [2]: a[0]
Out[2]: 1

In [3]: a[-1]
Out[3]: 3.14

In [4]: a[:]
Out[4]: (1, 'Hello', None, 3.14)

In [5]: a[1:]
Out[5]: ('Hello', None, 3.14)

In [6]: a.append("World")
---------------------------------------------------------------------------
AttributeError                            Traceback (most recent call last)
<ipython-input-6-be23f54a6d34> in <module>
----> 1 a.append("World")

AttributeError: 'tuple' object has no attribute 'append'

那么为什么不直接使用list呢?答案是省内存,而且有的时候我们就是要保证元素的不可变。

tuple为什么比list更省内存呢?正是由于list的长度可变,为了容纳更多的元素,list需要在空间不够用的时候申请更多的 内存来保存元素,而申请内存是很慢的,因此一般的策略都是申请当前空间的两倍,也就是说,很有可能list里会有很多没有 用到,只是等待使用的空间,而tuple不需要,因为他的长度是不可变的,所以创建的时候是几个位置,就一直都是,因此tuple 比list 更加省内存。

dict

dict,很多编程语言里都有这个数据结构,他就是字典(其他语言一般叫哈希表、map)。它的作用也是把Key和Value关联起来,而 Python中的dict又比较特别了,所有的有 __hash__ 方法的对象,都可以作为key,例如:

In [1]: a = {}

In [2]: a[None] = 1

In [3]: a[1] = 2

In [4]: a[2] = "hello"

In [5]: a["hello"] = 3.14

In [6]: class World:
   ...:     pass
   ...:

In [7]: a[3.14] = World

In [8]: a[World] = World()

In [9]: a
Out[9]:
{None: 1,
 1: 2,
 2: 'hello',
 'hello': 3.14,
 3.14: __main__.World,
 __main__.World: <__main__.World at 0x10c40b2b0>}

set

set 就是传说中的集合,Python中,一般用集合来进行各种集合操作,例如取交集,取并集。set 需要注意的是初始化方式与 dict 很容易搞混,如下:

In [1]: a = {}

In [2]: type(a)
Out[2]: dict

In [3]: b = {1}

In [4]: type(b)
Out[4]: set

In [5]: a = {1: 2}

In [6]: type(a)
Out[6]: dict

看到了吗?setdict 都是使用大括号来初始化,如果给的值是空的或者键值对,那么就会被初始化为 dict,如果只给Key,那么 就会被初始化为 set。接下来我们看看 set 的常见用法:

In [1]: a = {1, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 6, 8}

In [2]: b = {"Hello", "World", 3}

In [3]: 2 in a
Out[3]: True

In [4]: "World" in b
Out[4]: True

In [5]: "World" in a
Out[5]: False

In [6]: None in a
Out[6]: False

In [7]: a | b
Out[7]: {1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 'Hello', 'World'}

In [8]: a & b
Out[8]: {3}

In [9]: a
Out[9]: {1, 2, 3, 4, 5, 6, 8}

In [10]: b
Out[10]: {3, 'Hello', 'World'}


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