第一章 python中重要的数据结构（上）

Posted 2020-10-08

最近，由于工作需要，使用python开发公司的运维自动化平台，所以找本书来并结合官方手册，开始python的学习之旅。

一、列表

【含义】：列表用中括号表示，通过逗号进行分隔一组数据（可以为不同的数据类型），如以下的声明：

1 >>> language = [‘chinese‘,‘english‘,‘japanese‘]
2 >>> contries = [‘China‘,‘Amercia‘,‘England‘,‘Japan‘]
3 
4 >>> edward = [‘Edward Gumby‘,42]  #不同的数据类型
5 >>> john = [‘John Smith‘,50]
6 >>> database = [edward,john] #列表可以嵌套

【操作】：访问、插入、删除、求最大值最小值及长度等

  1、访问：可以通过索引或分片进行列表的遍历访问，索引可以访问某个位置的值，分片可以灵活的访问一定范围的值，如下所示：

 1  >>> language = [‘chinese‘,‘english‘,‘japanese‘]
 2  # 索引访问  
 3  >>> language[0]
 4  ‘chinese‘ 
 5 
 6  # 分片访问
 7  # 第一个索引元素包括在分片中，第二个索引不包括在分片中
 8  # 可以设置分片的步长
 9  >>> language[::]
10  [‘chinese‘, ‘english‘, ‘japanese‘]
11  >>> language[0:3]
12  [‘chinese‘, ‘english‘, ‘japanese‘]
13  >>> language[0:2]
14  [‘chinese‘, ‘english‘]
15  >>> language[1:2]
16  [‘english‘]
17  # 设置步长为2
18  >>> num = [1,2,3,4,5,6,7,8,9]
19  >>> num[0:9:2]
20  [1, 3, 5, 7, 9]

21  >>> num = [1, 2, 3]
22  >>> max(num)
23  3
24  >>> min(num)
25  1
26  >>> len(num)
27  3

2、修改、插入和删除操作，由此看来列表是可以进行修改的。

 1 #修改列表某个元素：索引赋值
 2 >>> num = [1,2,3]
 3 >>> num[0]=5  #必须为存在的位置索引赋值，否则报错
 4 >>> num
 5 [5, 2, 3]
 6 
 7 #修改列表某段范围的值：分片赋值
 8 >>> num[2:]=[6,7,9] #分片赋值元素个数可以不等长
 9 >>> num
10 [5, 2, 6, 7, 9]
11 
12 #删除某个元素
13 >>> del num[4]
14 >>> num
15 [5, 2, 6, 7]

【方法】对于列表，python内置了诸多方法供操作，主要常用的有以下几个：

 1 #append方法：用于在列表最后添加元素，该方法直接修改原列表并返回修改完后的新列表
 2 >>> str = [‘a‘,‘b‘,‘c‘,‘d‘]
 3 >>> str.append(‘e‘)
 4 >>> str
 5 [‘a‘, ‘b‘, ‘c‘, ‘d‘, ‘e‘]
 6 
 7 #count方法：统计某个元素在列表中出现的次数
 8 >>> str = [‘a‘,‘b‘,‘c‘,‘d‘]
 9 >>> str.count(‘a‘)
10 1
11 
12 #extend方法：list.extend(L)，L指的是列表对象
13 #用另一个列表扩展一个列表，相当于两个列表连接，
14 #但是又不同于连接操作，因为extend方法直接修改原列表并返回，
15 #连接操作不影响原有的列表值
16 >>> str1 = [‘hello,‘]
17 >>> str2 = [‘world‘]
18 >>> str1.extend(str2)
19 >>> str1
20 [‘hello,‘, ‘world‘]
21 
22 >>> str3 = [‘a‘]
23 >>> str4 = [‘5‘]
24 >>> str3 = str3+str4 #效率没有extend高
25 >>> str3
26 [‘a‘, ‘5‘]
27 
28 #index方法：返回匹配项的第一个索引位置
29 >>> knight = [‘we‘,‘you‘,‘we‘,‘me‘,‘he‘]
30 >>> knight.index(‘we‘)
31 0
32 
33 #insert方法：list.insert(i, x)插入x到该i位置
34 >>> knight.insert(1,‘she‘)
35 >>> knight
36 [‘we‘, ‘she‘, ‘you‘, ‘we‘, ‘me‘, ‘he‘]
37 
38 #remove方法：list.remove(x)
39 #删除列表中为X的第一个出现元素
40 >>> knight = [‘we‘, ‘she‘, ‘you‘, ‘we‘, ‘me‘, ‘he‘]
41 >>> knight.remove(‘we‘)
42 >>> knight
43 [‘she‘, ‘you‘, ‘we‘, ‘me‘, ‘he‘]
44 
45 #reverse方法：将元素倒序存储
46 >>> str = [‘a‘, ‘b‘]
47 >>> str.reverse()
48 >>> str
49 [‘b‘, ‘a‘]
50 
51 #sort方法：list.sort(key=None, reverse=False)
52 #直接改变原列表顺序，而不是改变副本，对于这种需求如
53 #仅仅对副本进行排序，不改变原列表不能直接用sort
54 >>> num = [1,3,2,4]
55 >>> num.sort()
56 >>> num
57 [1, 2, 3, 4]
58 
59 #pop方法：list.pop([i])
60 #删除指定索引位置的元素值，并返回该值
61 >>> num = [1, 2, 3, 4]
62 >>> num.pop(3)
63 4

【常用举例】：模拟实现堆栈操作和队列操作

堆栈：后进先出

 1 >>> stack = [3, 4, 5]
 2 >>> stack.append(6)
 3 >>> stack.append(7)
 4 >>> stack
 5 [3, 4, 5, 6, 7]
 6 >>> stack.pop()
 7 7
 8 >>> stack
 9 [3, 4, 5, 6]
10 >>> stack.pop()
11 6
12 >>> stack.pop()
13 5
14 >>> stack
15 [3, 4]

队列：先进先出

 1 >>> from collections import deque
 2 >>> queue = deque(["Eric", "John", "Michael"])
 3 >>> queue.append("Terry")           # Terry arrives
 4 >>> queue.append("Graham")          # Graham arrives
 5 >>> queue.popleft()                 # The first to arrive now leaves
 6 ‘Eric‘
 7 >>> queue.popleft()                 # The second to arrive now leaves
 8 ‘John‘
 9 >>> queue                           # Remaining queue in order of arrival
10 deque([‘Michael‘, ‘Terry‘, ‘Graham‘])