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Python数据结构——内建数据结构

一、列表(List)

list 是一个可以在其中存储一系列项目的数据结构。list 的项目之间需用逗号分开,并用一对中括号括将所有的项目括起来,以表明这是一个 list 。下例用以展示 list 的一些基本操作:

# 定义一个 list 对象 class_list:
class_list = ['Michael', 'Bob', 'Tracy']
# 获得一个 class_list 的长度
print 'class have', len(class_list), 'students'
# 访问class_list中的对象
print 'The 3rd student in class is', class_list[2]
# 往 class_list 中插入对象
class_list.append('Paul')
# 从 class_list 中删除一个项目
del class_list[0]
# 对 class_list 进行排序
class_list.sort()
# 遍历整个class_list中的项目
print 'These students are :',
for student in class_list:
    print student,

输出结果为:

class have 3 students
The 3rd student in class is Tracy
These students are : Bob Paul Tracy

关于上面的代码有几点要注意的是:

  • 可以往 class_list 中加入任何类型的对象,也就是说,并不要求一个 list 中的项目具有相同类型。你甚至可以往 class_list 中插入一个list。

  • 排序函数作用于本身, 而不是返回一个副本,这与字符串类型是不同的,因为字符串不可修改。

  • print 函数的end关键字参数用来指定输入完成之后的输出,默认是换行符,上面的代码用空格符替代换行符。

二、元组(Tuple)

tuple 在用法与概念上与 list 没有多大差别,可以将 tuple 看做是一个只读版list。也就是说tuple一经定义便不能被修改——不能添加和删除对象,也不能修改tuple中的对象。

tuple中的项同样应该用逗号分开,并用圆括号将这些项目括起来以表是是一个tuple。这个圆括号是可选的,也就是说可以用以下两种方式定义一个tuple:

t = 'Adam', 'Lisa', 'Bart'
t = ('Adam', 'Lisa', 'Bart')

不过省掉那对圆括号不见得是什么好的习惯。另外当tuple只有一个项时,第一项之后必须有一个逗号,该情况下应该这样定义t = ('Adam',)。这似乎是一个古怪的约束,但是假如没有这个逗号,不带括号定义的tuple就变成了t = 'Adam'这明显具有二义性。

三、字典(Dictionary)

字典可以看做是一组键-值(key-value)对的集合。键必须是唯一的,而每一个键关联着一个值。key必须是一个不可变的对象(如:tuple、数值型、字符串)。还要注意的是,在字典中的键值对并没有以任何方式进行排序。

一个字典的定义应该照这样的格式d={key1 : value1, key2 : value2, key3 : value3}。键和值之间用冒号分隔,而键值对之间用逗号相隔,再用大括号将所有的键值对括起来。一些基本操作如下:

# 字典的定义
d = {
    'Adam': 95,
    'Lisa': 85,
    'Bart': 59
}
# 通过键来获取值
print "Adam's score is", d['Adam']
# 删除一个键值对
del d['Bart']
# 遍历字典
for name, score in d.items():
    print '{0} is {1}'.format(name, score)
# 往字典中增加一个键值对
d['Paul'] = 72
# 判断字典中是否存在某键,也可以用 if ab.has_key('Lisa')
if 'Lisa' in d:
    print "Lisa's address is", d['Lisa']

输出的结果为:

Adam's score is 95
Lisa is 85
Adam is 95
Lisa's address is 85

四、序列(Sequences)

上面介绍的三种内建数据结构都是序列,索引操作是序列的一个基本操作。通过下标操作可以直接访问序列中的对象。上面虽然已经演示了下标操作——队列和元组用数字下标,字典用关键字下标。

序列的下标是从0开始的,上面的例子中只使用了下标为正数的情况,其实下标还可以为负数,如-1,-2,-3…。负数下标表示的意义为反方向的位置,如class_list[-1]返回的是class_list的倒数第一个项目。

序列不但支持负数下标还支持双下标,这对双下标表示一个区间。如class_list[0:3]返回的是一个class_list中从下标为1到下标为3之前的子序列副本。注意这个区间是一对半闭半开的区间。这种操作被称作切片操作(slicing operation)。如果切片操作的第二个下标超出了序列的范围,那么切片操作会到序列的末尾终止。切片操作中的两个下标都有默认值,第一个的默认值为0,第二个的大小为序列的长度。

还可以给切片操作提供第三个参数,第三个参数代表切片操作的步长,它的默认值是1。步长代表了项与项之间的间距,比方name[0:10:3],返回的就是name中下标为0,3,6,9组成的子序列。

五、集合(Set)

集合是无序简单对象的聚集。当你只关注一个对象是否存在于聚集中,而不管它存在的顺序或在出现的次数时,则适宜用集合。基本功能:判断是否是集合的成员、一个集合是不是另一个集合的子集、获取两个集合的交集等等。实例:

s = set(['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul'])
# 判断对象是否在集合中
if 'Bart' in s:
    print "Bart is in ?", 'Bart' in s
# 使用copy函数来拷贝一个set
sc = s.copy()
# 往集合中添加对象
sc.add('Bill')
# 从集合中删除对象
sc.remove('Adam')
# 求两个集合的交集,也可以使用 s.intersection(sc)
print s & sc

输出的结果:

Bart is in ? True
set(['Lisa', 'Paul', 'Bart'])