算法之美_源代码发布（10）

Posted 2020-06-16 白马负金羁

1. List

列表，即list是Python中内置的一种结构化数据类型。它是一种有序的集合（注意其中元素的类型不要求相同），可以随时添加和删除其中的元素。

1 ) 初始化

list1 = []            #一个空列表
list2 = [1, 2, 3, 5]  #一个非空列表

2 ) 基本操作

• 追加元素到末尾：

list1.append(6)

• 把元素插入到指定的位置，其中第一个参数是指示具体位置的索引：

list2.insert(3, 4)

• 用一个列表来扩展另外一个列表，即把一个列表中的所有元素追加到另外一个列表的末尾：

list2.extend(list1)

3）删除操作

移除列表中的一个元素（默认最后一个元素），并且返回该元素的值

list.pop([index=-1])

移除列表中某个值的第一个匹配项

list.remove(obj)

也可以使用 del 语句来删除列表的元素，注意中括号里是索引，例如：

del list1[2]

4 ) 列表解析（list comprehension）

从一个列表中筛选出符合条件的元素，例如：

list3 = [x for x in list2 if x%2==0]

5）a 与 a[:] 不同

直接运行：a is a[:] 返回值将是：False。

这是因为，a[:] 是创建 a 的一个副本，这样在代码中对 a[:] 进行操作，就不会改变 a 的值。而若直接对 a 进行操作，那么 a 的值会受到操作的影响，如 append() 等。

在函数调用时，如果需要改变列表参数，需要注意在函数中使用a[:]。例如下面的代码：

nums = [1,2,3,4,5,6,7]
def rotate(nums) -> None:
    for i in range(3):
        nums = [nums[-1]] + nums[:-1]

rotate(nums)
print(nums)

输入的结果仍然是[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]

下面的代码才会改变参数nums:

nums = [1,2,3,4,5,6,7]
def rotate(nums) -> None:
    for i in range(3):
        nums[:] = [nums[-1]]+nums[:-1]

rotate(nums)
print(nums)

输入的结果是[5, 6, 7, 1, 2, 3, 4]

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2. Tuple

元组也是一种有序列表，它与列表很相似，但是元组中的内容是不能修改的。

tuple1 = (1, 2)
tuple1 = (1, )   #注意只有一个元素的tuple不能写成 tuple1 = (1)

或者有时你需要把把一个list转换成tuple，例如：

tuple2 = tuple(list2)

 

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3. Dict

Python中内置了字典类型dict，即dictionary，在其他语言中也称为map，使用键-值（key-value）对存储，具有极快的查找速度。

 

1 ) 初始化与访问

dict1 = {}                                    #一个空字典
dict2 = {'Tom': 95, 'Jack': 75, 'Mary': 85}   #一个非空字典

通过键-值对的赋值，可以向字典中添加新元素（如果原键不存在的化），如果原键本就存在于字典中，那么赋值就相当于将原有值设置成新值（因为一个key只能对应一个value，所以，多次对一个key放入value，后面的值会把前面的值冲掉），例如：

dict1['color'] = 'red'
dict2['Tom'] = 100

另外，如果要取某个key对应的value时，若key不存在，那么该访问将报KeyError错误。要避免这种错误，有两种方法：

i）访问前，先通过in判断key是否存在：

if 'Tom' in dict2:
    print('Yes')

ii）通过dict提供的get()方法，如果key不存在，可以返回None，或者自己指定的value：

dict2.get('James')
dict2.get('James', -1)

 

2 ) 删除

删除字典中的某一项：

del dict2['Mary']

或者使用 pop(key[,default])
- 删除字典给定键 key 所对应的值，返回值为被删除的值。key值必须给出。 否则，返回default值。

或者使用 popitem()
返回并删除字典中的最后一对键和值。如果字典已经为空，却调用了此方法，就报出 KeyError 异常。

 

3 ) 遍历

两个重要的方法：keys() 返回字典的所有的key，values() 返回字典所有的值，例如

for k in dict2.keys():
    print(k)

 

4）defaultdict

当使用普通的字典时，用法一般是dict={}，添加元素的只需要dict[element] =value即可，调用的时候也是如此，dict[element] = xxx，但前提是element存在于字典里，如果不在，字典里就会报错。这时defaultdict就能排上用场了，defaultdict的作用是在于，当字典里的key不存在但被查找时，返回的不是keyError，而是一个默认值。

defaultdict接受一个工厂函数作为参数，这个factory_function可以是list、set、str等等，作用是当key不存在时，返回的是工厂函数的默认值，例如：list对应[ ]，str对应的是空字符串，set对应set( )，int对应0。

from collections import defaultdict
result = defaultdict(list)
data = [("p", 1), ("p", 2), ("p", 3), ("h", 1), ("h", 2), ("h", 3)]
 
for (key, value) in data:
    result[key].append(value)
print(result)#defaultdict(<class 'list'>, {'p': [1, 2, 3], 'h': [1, 2, 3]})

 

5）OrderedDict

Python中，常规的字典是“无序的”。但collection模块中提供的OrderedDict子类则可以根据放入元素的先后顺序对元素进行排序（dict subclass that remembers the order entries were added），注意：OrderedDict中维护的顺序是元素放入字典的顺序，而非按key或value的大小顺序。

最新变化：From Python 3.6 onwards, the standard dict type maintains insertion order by default.

但OrderedDict中的 popitem(last=True) 与普通字典中的不同，它可以接受一个参数。

The popitem() method for ordered dictionaries returns and removes a (key, value) pair. The pairs are returned in LIFO order if last is true or FIFO order if false.

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4. Set

Set就是集合，它具有无序、不重复的特点。

 

1 ) 初始化

可以用一个列表来初始化一个集合，但是集合会对原列表做去重操作：

s1 = set([1, 1, 2, 2, 3, 3])　　　# {1, 2, 3}
s2 = set()                       #　初始化一个空集

 

2 ) 基本操作

通过add(key)方法可以添加元素到set中，若添加了重复的元素，则不会产生效果；通过remove(key)方法可以删除元素：

s1.add(4)
s1.remove(1)

此外，discard() 方法也可以用于移除指定的集合元素。该方法不同于 remove() 方法，因为 remove() 方法在移除一个不存在的元素时会发生错误，而 discard() 方法不会。

set.discard(value)

pop() 方法用于随机移除一个元素。例如：

fruits = {"apple", "banana", "cherry"}
x = fruits.pop()
print(x)      #注意是随机的，例如可能输出banana
print(fruits) #如果上面移除的是banana，此处就会输出{'apple', 'cherry'}

对于set来说，数学上的定义的集合操作（包括求交、并等），Python中也是支持的：

s1 = set([1, 2, 3])
s2 = set([2, 3, 4])

s1 & s2    #{2, 3}
s1 | s2    #{1, 2, 3, 4}

 

3 ) hashable 与 unhashable

为了追求高的搜索效率，Set中的元素必须是可哈希的（hashable）。基本数据类型都属于此类，Tuple也是如此。但列表是unhashable的。因此，“列表的列表”是可行的，但“列表的集合”则是不可行的。通常，如果集合中的元素是一个有序表，那么需要使用tuple类型。

listoflists = [[0, 1, 2], [2, 3, 5, 6], [0, 1, 2], [1, 2, 3, 4, 5]]
setoftuples = {tuple(l) for l in listoflists} #{(0, 1, 2), (1, 2, 3, 4, 5), (2, 3, 5, 6)}

 

【本文完】