Python数据结构之列表元组字典的用法

数据结构的含义

在学习数据结构之前，我们先来了解下数据结构的含义。数据结构是通过某种方式（例如对元素进行编号）组织在一起的数据元素的集合，这些数据元素可以是数字或者字符，甚至可以是其他数据结构。在Python语言中，最基本的数据结构是序列（sequence）。序列中的每个元素被分配一个序号————即元素的位置，称为索引或下标，索引从0开始递增。

典型的序列包括列表、元组和字符串。其中，列表是可变的（可修改），而元组和字符串是不可变的（一旦创建了就是固定的）。列表、元组和字符串也是较常用的数据结构。

本篇内容主要讲解Python的列表、元组、字典，下篇将会介绍字符串的操作。

列表 list，使用 [] 定义，[] 中的各个元素，用逗号分隔。

例子

• 定义一个名为 all_star,包含 Kobe,TMAC,LBJ元素的列表

  >>> all_star = ["Kobe","TMAC","LBJ"]
  >>> print(all_star)
  ['Kobe', 'TMAC', 'LBJ']

• 列表也可以包含列表，例如：

  >>> east_star = ["Irving","Wall","Love"]
  >>> west_star = ["Curry","KD","Harden"]
  >>> all_star = [west_star,east_star]
  >>> print(all_star)
  [['Curry', 'KD', 'Harden'], ['Irving', 'Wall', 'Love']]

• 或者

  >>> all_star = [["Kobe","TMAC"],["LBJ","BOSH"]]
  >>> print(all_star)
  [['Kobe', 'TMAC'], ['LBJ', 'BOSH']]

  列表支持增删改查

  所有序列类型都可以进行某些特定操作，由对象属性决定。这些操作包括：索引(indexing)、切片(sliceing)、加(adding)、乘(multiplying)以及检查某些元素是否属于序列成员、计算序列长度、找出最大、最小元素的内置函数。

查，使用单个索引一次能取出一个元素，使用切片，可以取出指定范围内的元素，分片通过两个冒号相隔的两个索引值实现。

• 例子1，单个索引获取元素，获取all_star列表中名叫Kobe的元素

  >>> all_star = ["Kobe","TMAC","LBJ"]
  #元素的下标也就是索引，从0开始，逐个递增。Kobe的元素下标为0，TMAC为1，LBJ为2
  >>> print(all_star[0]) 
  Kobe
  >>> all_star = [["Kobe","TMAC"],["LBJ","BOSH"]]
  >>> print(all_star[0][0])
  Kobe

• 例子2，切片的使用

  >>> all_star = ['Curry', 'KD', 'Harden','Irving', 'Wall', 'Love']
  #索引范围，左侧包含，右侧不包含，当想取前3个元素的话，切片范围为0:3.
  >>> all_star[0:3]    
  ['Curry', 'KD', 'Harden']

  #从第一个元素，取到最后一个元素
  >>> all_star[1:]    
  ['KD', 'Harden', 'Irving', 'Wall', 'Love']

  #忽略第一个和最后一个元素
  >>> all_star[1:-1]   
  ['KD', 'Harden', 'Irving', 'Wall']

  #从第二个元素开始，每隔一个取一个，2表示步长，默认步长为1.
  >>> all_star[1:-1:2] 
  ['KD', 'Irving']

  #在下标为2的位置，从右向左取值，直到最后一个值。
  >>> all_star[2::-1]  
  ['Harden', 'KD', 'Curry']

  增，append(),insert()

• 例子：

  >>> all_star
  ['Curry', 'KD', 'Harden', 'Irving', 'Wall', 'Love']
  #把元素添加到最后
  >>> all_star.append("LBJ")    
  >>> all_star
  ['Curry', 'KD', 'Harden', 'Irving', 'Wall', 'Love', 'LBJ']

  #把元素插入到指定位置
  >>> all_star.insert(2,"Westbrook")    
  >>> all_star
  ['Curry', 'KD', 'Westbrook', 'Harden', 'Irving', 'Wall', 'Love', 'LBJ']

  改，采用直接替换的方式

• 例子：

  >>> all_star
  ['Curry', 'KD', 'Westbrook', 'Harden', 'Irving', 'Wall', 'Love', 'LBJ']
  #为需要替换的元素下标赋予新值
  >>> all_star[6]="George"    
  >>> all_star
  ['Curry', 'KD', 'Westbrook', 'Harden', 'Irving', 'Wall', 'George', 'LBJ']

  删，remove()、pop()、del

• 例子：

  #remove()方法直接删除内容
  >>> all_star.remove("LBJ")    
  >>> all_star
  ['Curry', 'KD', 'Westbrook', 'Harden', 'Irving', 'Wall', 'George']

  #pop()方法根据索引值删除内容，并返回删除的值
  >>> all_star.pop(6)          
  'George'
  >>> all_star
  ['Curry', 'KD', 'Westbrook', 'Harden', 'Irving', 'Wall']

  #del命令根据索引值删除内容，没有返回
  >>> del all_star[5]           
  >>> all_star       
  ['Curry', 'KD', 'Westbrook', 'Harden', 'Irving']

  #del命令删除列表对象
  >>> del all_star              
  >>> all_star      
  Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  NameError: name 'all_star' is not defined

  一些内置函数：

• count() 统计元素出现的次数

  >>> list1 = [1,2,3,4,5,4,3,2,1,1,0,1]
  >>> list1.count(1)
  4

• extend() 在列表末尾一次性追加另一个序列中的多个值,有扩展列表的功能。

  >>> list1 = [1,2,3] 
  >>> list2 = [4,5,6]
  >>> list1.extend(list2)
  >>> list1
  [1, 2, 3, 4, 5, 6]

• index() 获取索引值，当我们知道一个序列的值而不知道期下标是多少，可以使用index函数

  >>> list1
  [1, 2, 3, 4, 5, 6]
  >>> list1.index(4)
  3

• reverse() 调转序列顺序

  >>> list1 = [1,2,3,4,5,6] 
  >>> list1.reverse()
  >>> print(list1)
  [6, 5, 4, 3, 2, 1]

• sort() 排序

  >>> list1 = [1,9,3,7,2,6,0]
  >>> list1.sort()
  >>> list1
  [0, 1, 2, 3, 6, 7, 9]
  >>> list1.sort(reverse=True) 
  >>> list1
  [9, 7, 6, 3, 2, 1, 0]

• len() 获取序列长度

  >>> len(list1)
  7

• max() 获取序列的最大值

  >>> max(list1)
  9

• min() 获取元素的最小值

  >>> min(list1)
  0

• list() 适用于所有类型的序列。字符串不能像列表一样被修改，所以有时根据字符串创建列表会很有用

  >>> h = list("hello")
  >>> h
  ['h', 'e', 'l', 'l', 'o']

• join() 可以将一个由字符串组成的列表转换为字符串

  >>> ''.join(h)
  'hello'

  元组 Tuple，只读列表

  元组使用 () 定义，()中的元素使用逗号隔开。元组也可以通过索引和切片获取元素的值，方法和列表一样。

字典 Dictionary

字典是Python中唯一的映射类型，采用键值对的形式无序存储数据，键不可修改，且唯一；值可以修改。

创建方法：使用 {} 定义字典

>>> dic = {'name':'wt'}
>>> dic=dict((['name','wt'],['a','b'],))

对字典的值进行初始化：

>>> all_star = dict.fromkeys(['work','hobby'],'basketball')
>>> print(all_star)
{'work': 'basketball', 'hobby': 'basketball'}

字典也支持增删改查

增

• 例子

  >>> dic1 = {'name':'wt'}
  >>> dic1['age'] = 21
  >>> dic1
  {'name': 'wt', 'age': 21}

  改：这里介绍3种改的方式

• 例子

  >>> dic1
  {'name': 'wt', 'age': 21}
  #直接对键进行赋值，有则修改，没有就会创建
  >>> dic1['name'] = 'Kobe'       
  >>> dic1
  {'name': 'Kobe', 'age': 21}

  #使用内置的setdefault方法，如果键存在，不改动，返回字典中该键对应的值；如果不存在，增加新的键值对，并返回新增键值对值
  >>> dic1.setdefault('age',22)
  21
  >>> dic1
  {'name': 'Kobe', 'age': 21}

  #update方法，当dic1字典中有就更新，没有则将dic2字典中的键值对添加到dic1中
  >>> dic1 = {'name':'Kobe','age':21}
  >>> dic2 = {'name':'TMAC','hobby':'basketball'}
  >>> dic1.update(dic2)
  >>> dic1
  {'name': 'TMAC', 'age': 21, 'hobby': 'basketball'}

  查：

• 例子

  >>> dic1 = {'name': 'TMAC', 'age': 21, 'hobby': 'basketball'}
  #获取指定键的值
  >>> dic1['name']
  'TMAC'

  #通过keys方法获取字典包含的键
  >>> dic1.keys()
  dict_keys(['name', 'age', 'hobby'])

  #通过values()方法获取字典的值
  >>> dic1.values()
  dict_values(['TMAC', 21, 'basketball'])

  #通过items()方法获取字典的所有键值对
  >>> dic1.items()
  dict_items([('name', 'TMAC'), ('age', 21), ('hobby', 'basketball')])

  删：

• 例子

  >>> dic1
  {'name': 'TMAC', 'age': 21, 'hobby': 'basketball'}
  #使用del命令删除指定键的值
  >>> del dic1['hobby']
  >>> dic1
  {'name': 'TMAC', 'age': 21}

  #clear()方法清空字典
  >>> dic1.clear()
  >>> dic1
  {}

  #pop()方法删除指定键的值，并返回该值
  >>> dic1 = {'name':'Kobe','age':21}
  >>> dic1.pop('name')
  'Kobe'
  >>> dic1
  {'age': 21}

  #popitem()方法随机删除键值对，并返回删除的键值对
  >>> dic1 = {'name':'Kobe','age':21}
  >>> dic1.popitem()
  ('age', 21)

  字典嵌套：字典里可以包含字典、列表等。

  books = {
  "日本作家" : {
  "村上春树":["且听风吟","没有女人的男人们","1Q84","多崎作"],
  "井上靖":["敦煌"],
  "东野圭吾":["白夜行","解忧杂货铺","放学后"]
  },
  "欧美作家" : {
  "昆德拉":["庆祝无意义","不能承受生命之轻"],
  "菲茨杰拉德":["了不起的盖茨比"]
  },
  "中国作家" : {
  "路遥":["平凡的世界","人生"],
  "金庸":["天龙八部","射雕英雄传","笑傲江湖"]
  }
  }
  >>> print(books['日本作家']['村上春树'][1])
  没有女人的男人们

  字典的排序：字典默认根据键排序，列表根据值排序

  >>> dic1 = {24:'Kobe',1:'TMAC',30:'Curry',23:'LBJ'}
  >>> dic1
  {24: 'Kobe', 1: 'TMAC', 30: 'Curry', 23: 'LBJ'}
  #字典默认按键排序
  >>> print(sorted(dic1.items()))
  [(1, 'TMAC'), (23, 'LBJ'), (24, 'Kobe'), (30, 'Curry')]

  #按值排序
  >>> print(sorted(dic1.values()))
  ['Curry', 'Kobe', 'LBJ', 'TMAC']

  使用for循环，打印字典的键值

  #打印键
  >>> for i in dic1:
  ...   print(i)
  ... 
  24
  1
  30
  23

  #打印键值
  >>> for i in dic1:
  ...   print(i,dic1[i])
  ... 
  24 Kobe
  1 TMAC
  30 Curry
  23 LBJ