面试python中的数据结构

Posted 2021-05-29 黑黑白白君

文章目录

• 1）列表（list）
• • 1.1 特点
  • 1.2 常用方法
  • • 切片
    • 检查是否存在指定的项
    • 添加项目
    • 删除项目
    • 复制列表
    • 合并两个列表
    • 常用的内建方法：
• 2）元组（Tuple）
• • 2.1 特点
  • 2.2 常见操作
• 3）字典（Dictionary）
• • 3.1 特点
  • 3.2 常见操作
• 4）集合（Set）
• • 4.1 特点
  • 4.2 常见操作
  • • 集合的创建
    • 合并两个集合
    • 集合的运算

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• 数据结构是高效存储和组织数据的一种方法，它允许你轻松访问和执行数据操作。
• 在数据结构方面，没有一种适合所有类型的模型。根据不同的需要选择不同的方式来存储数据。
  • 也许你想把所有类型的数据存储在一起，或者你想要一些更快的数据搜索，或者一些只存储不同数据项的东西。
    
    
• Python有许多内置的数据结构，可以帮助我们轻松地组织数据，因此有必要先了解这些，以便我们在处理数据时，确切地知道哪些数据结构将有效地解决我们的问题。

Python中的内置数据结构（Built-in Data Structure）包括：列表list、元组tuple、字典dict、集合set。

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1）列表（list）

列表（List）是一种有序和可更改的集合。Python中的列表是最通用的数据结构，它们用于存储异构数据项。

• 元素可以是任何数据类型，如数字、字符串等，甚至是另一个列表。

1.1 特点

• 列表中的每个元素均可变：意味着可以对每个元素进行修改和删除。
• 列表是有序的：每个元素的位置是确定的，可以用索引去访问每个元素。
• 列表中的元素可以是Python中的任何对象：元素可以是字符串、整数、元组、也可以是list等Python中的对象。

Python中的list和C语言中的数组很像，只是list中的元素类型可以为Python中的任意对象，C中的数组只能是同种类型。

>>> x = [1,2,3]
>>> y = {'name':'Sakura'}
>>> z="Test"
>>> a=[x,y,z]
>>> a 
[[1, 2, 3], {'name': 'Sakura'}, 'Test'] 

注意 ：list不仅可以像数组那样正向索引，也可以反向索引。

1.2 常用方法

thislist = ["apple", "banana", "cherry"]  # 创建
print(thislist[1])  # 通过索引号访问
print(thislist[-1])  # 反向索引，-1表示最后一个
print(thislist[2:5])  # 通过指定范围的起点和终点来指定索引范围，返回值将是包含指定项目的新列表，注意是左闭右开
thislist[1] = "mango"  # 改
print(len(thislist))  # 列表长度

• 切片

  切片是Python中序列结构独有的一种操作，意思是从序列中选取一个子序列，凡是序列均可切片，list是序列，所以list可以切片。

  # 通过[begin:end]方式完成切片 
  mylist = [1,2,3,4,5]
  mylist[0:2]  # 生成的序列为[1,2,3] 
  

• 检查是否存在指定的项

  使用 in 关键字

  thislist = ["apple", "banana", "cherry"]
  if "apple" in thislist:
    print("Yes, 'apple' is in the fruits list")
  

• 添加项目

  append()或者insert()

  thislist = ["apple", "banana", "cherry"]
  thislist.append("orange")  # 将项目添加到列表的末尾
  thislist.insert(1, "orange")  # 在指定的索引处添加项目
  

• 删除项目

  remove()或者pop()或者del或者clear()

  thislist = ["apple", "banana", "cherry"]
  thislist.remove("banana")  # 删除指定的项目
  thislist.pop()  # 删除指定的索引（如果未指定索引，则删除最后一项）
  del thislist[0]  # 删除指定的索引
  thislist.clear()  # 清空列表
  

• 复制列表

  copy()或者list()

  list2 = list1  # 注意：list2 将只是对 list1 的引用，list1 中所做的更改也将自动在 list2 中进行。
  thislist = ["apple", "banana", "cherry"]
  mylist = thislist.copy()  # 使用内置的 List 方法 copy()
  mylist = list(thislist)  # 使用内建的方法 list()
  

• 合并两个列表

  使用 + 运算符或者extend()

  list1 = ["a", "b" , "c"]
  list2 = [1, 2, 3]
  
  list3 = list1 + list2
  list1.extend(list2)
  

• 常用的内建方法：

  方法	描述
  append()	在列表的末尾添加一个元素
  clear()	删除列表中的所有元素
  copy()	返回列表的副本
  count()	返回具有指定值的元素数量。
  extend()	将列表元素（或任何可迭代的元素）添加到当前列表的末尾
  index()	返回具有指定值的第一个元素的索引
  insert()	在指定位置添加元素
  pop()	删除指定位置的元素
  remove()	删除具有指定值的项目
  reverse()	颠倒列表的顺序
  sort()	对列表进行排序

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2）元组（Tuple）

元组是有序且不可更改的集合。元组为一个固定的列表，一旦初始化其中的元素便不可修改，只能对元素进行查询。

2.1 特点

• tuple不支持对元素的修改（包括删除），tuple一初始化便固定下来了。

涉及到Python中的可变对象和不可变对象，像list这样的就是可变对象，tuple便是不可变对象。

• 因为tuple不可变，所以代码更安全。如果可能，能用tuple代替list就尽量用tuple。

2.2 常见操作

• 因为元组是固定的列表，所以其内置的大多数的方法和列表是差不多的。

• 如需创建仅包含一个项目的元组，必须在该项目后添加一个逗号，否则 Python 无法将变量识别为元组。

  • 空的tuple可以记为()，若只有一个元素的tuple记为(1,)

• 可以通过tuple将序列转换为元组，用法和list一样。

• 创建元组后，将无法更改其值，但是有一种解决方法：可以将元组转换为列表，更改列表，然后将列表转换回元组。

• del 关键字可以完全删除元组。

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3）字典（Dictionary）

字典是一个无序、可变和有索引的集合。Python中使用键(key)-值(value)存储，也就是C++中的map。

3.1 特点

• 字典中的数据必须以键值对的形式出现。
• 键不可重复，值可重复。
• 字典中键(key)是不可变的，为不可变对象，不能进行修改；而值(value)是可以修改的，可以是任何对象。

3.2 常见操作

thisdict =	{  # 创建
  "brand": "Porsche",
  "model": "911",
  "year": 1963
}
x = thisdict["model"]  # 获取 "model" 键的值
x = thisdict.get("model")  # 同上
thisdict["year"] = 2019  # 更改
for x in thisdict.values():  # 使用 values() 函数返回字典的值
  print(x)
for x, y in thisdict.items():  # 使用 items() 函数遍历键和值
  print(x, y)
thisdict.pop("model")  # pop() 方法删除具有指定键名的项
del thisdict["model"]  # del 关键字删除具有指定键名的项目

mydict = thisdict.copy()  # 使用 copy() 方法来复制字典
mydict = dict(thisdict)  # 使用 dict() 方法创建字典的副本

• 注意：不能通过键入 dict2 = dict1 来复制字典，因为：dict2 只是对 dict1 的引用，而 dict1 中的更改也将自动在 dict2 中进行。

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4）集合（Set）

集合是无序和无索引的集合。

4.1 特点

• 集合更接近数学上集合的概念。集合中每个元素都是无序的、不重复的任意对象。
• 可以通过集合去判断数据的从属关系，也可以通过集合把数据结构中重复的元素减掉。
• 集合一旦创建，就无法更改项目，但是可以添加新项目。

4.2 常见操作

集合可做集合运算，可添加和删除元素。

• 集合的创建

  创建集合时需要用list作为输入集合，可通过add()方法增加元素，remove()方法删除元素。

  • 集合中重复的元素会被过滤掉。
  • 使用 update() 方法将多个项添加到集合中。

  >>> test=set([1,2,3])
  >>> test
  {1, 2, 3}
  
  thisset = {"apple", "banana", "cherry"}
  thisset.update(["orange", "mango", "grapes"])
  

• 合并两个集合

  可以使用 union() 方法返回包含两个集合中所有项目的新集合，也可以使用 update() 方法将一个集合中的所有项目插入另一个集合中。

  set1 = {"a", "b" , "c"}
  set2 = {1, 2, 3}
  
  set3 = set1.union(set2)
  set1.update(set2)
  

• 集合的运算

  Python中的集合也可以进行集合的之间的交、并等运算。

  >>> s1 = set([1,2])
  >>> s2=set([2,3])
  >>> s1 & s2  # s1与s2
  {2}
  >>> s1 | s2  # s1与s2进行或运算
  {1, 2, 3}
  

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【部分内容参考自】

• 【Python】Python中的数据结构：https://www.cnblogs.com/myworld7/p/8449614.html
• Python 教程：https://www.w3school.com.cn/python/python_lists.asp