python列表、元组、字典和集合的算法时间_27.Python列表(list)、元组(tuple)、字典(dict)和集合(set)详解...
本章将会介绍 Python 内置的四种常用数据结构:列表(list)、元组(tuple)、字典(dict)以及集合(set)。
这四种数据结构一但都可用于保存多个数据项,这对于编程而言是非常重要的,因为程序不仅需要使用单个变量来保存数据,还需要使用多种数据结构来保存大量数据,而列表、元组、字典和集合就可满足保存大量数据的需求。
列表(list)和元组(tuple)比较相似,它们都按顺序保存元素,每个元素都有自己的索引,因此列表和元组都可通过索引访问元素。二者的区别在于元组是不可修改的,但列表是可修改的。
字典(dict)和集合(set)类似,它们存储的数据都是无序的,其中字典是用 key-value 的形式保存数据。
所谓序列,指的是一块可存放多个值的连续内存空间,这些值按一定顺序排列,可通过每个值所在位置的编号(称为索引)访问它们。
为了更形象的认识序列,可以将它看做是一家旅店,那么店中的每个房间就如同序列存储数据的一个个内存空间,每个房间所特有的房间号就相当于索引值。也就是说,通过房间号(索引)我们可以找到这家旅店(序列)中的每个房间(内存空间)。
在 Python 中,序列类型包括字符串、列表、元组、集合和字典,这些序列支持以下几种通用的操作,但比较特殊的是,集合和字典不支持索引、切片、相加和相乘操作。
字符串也是一种常见的序列,它也可以直接通过索引访问字符串内的字符。
序列索引
序列中,每个元素都有属于自己的编号(索引)。从起始元素开始,索引值从 0 开始递增,如图 1 所示。
图 1 序列索引值示意图
除此之外,Python 还支持索引值是负数,此类索引是从右向左计数,换句话说,从最后一个元素开始计数,从索引值 -1 开始,如图 2 所示。
图 2 负值索引示意图
注意,在使用负值作为列序中各元素的索引值时,是从 -1 开始,而不是从 0 开始。
无论是采用正索引值,还是负索引值,都可以访问序列中的任何元素。以字符串为例,访问“C语言中文网”的首元素和尾元素,可以使用如下的代码:
str="C语言中文网"
print(str[0],"==",str[-6])
print(str[5],"==",str[-1])
输出结果为:
C == C
网 == 网
序列切片
切片操作是访问序列中元素的另一种方法,它可以访问一定范围内的元素,通过切片操作,可以生成一个新的序列。
序列实现切片操作的语法格式如下:
sname[start : end : step]
其中,各个参数的含义分别是:
sname:表示序列的名称;
start:表示切片的开始索引位置(包括该位置),此参数也可以不指定,会默认为 0,也就是从序列的开头进行切片;
end:表示切片的结束索引位置(不包括该位置),如果不指定,则默认为序列的长度;
step:表示在切片过程中,隔几个存储位置(包含当前位置)取一次元素,也就是说,如果 step 的值大于 1,则在进行切片去序列元素时,会“跳跃式”的取元素。如果省略设置 step 的值,则最后一个冒号就可以省略。
例如,对字符串“C语言中文网”进行切片:
str="C语言中文网"
#取索引区间为[0,2]之间(不包括索引2处的字符)的字符串
print(str[:2])
#隔 1 个字符取一个字符,区间是整个字符串
print(str[::2])
#取整个字符串,此时 [] 中只需一个冒号即可
print(str[:])
运行结果为:
C语
C言文
C语言中文网
序列相加
Python 中,支持两种类型相同的序列使用“+”运算符做相加操作,它会将两个序列进行连接,但不会去除重复的元素。
这里所说的“类型相同”,指的是“+”运算符的两侧序列要么都是序列类型,要么都是元组类型,要么都是字符串。
例如,前面章节中我们已经实现用“+”运算符连接 2 个(甚至多个)字符串,如下所示:
str="c.biancheng.net"
print("C语言"+"中文网:"+str)
输出结果为:
C语言中文网:c.biancheng.net
序列相乘
Python 中,使用数字 n 乘以一个序列会生成新的序列,其内容为原来序列被重复 n 次的结果。例如:
str="C语言中文网"
print(str*3)
输出结果为:
'C语言中文网C语言中文网C语言中文网'
比较特殊的是,列表类型在进行乘法运算时,还可以实现初始化指定长度列表的功能。例如如下的代码,将创建一个长度为 5 的列表,列表中的每个元素都是 None,表示什么都没有。
#列表的创建用 [],后续讲解列表时会详细介绍
list = [None]*5
print(list)
输出结果为:
[None, None, None, None, None]
检查元素是否包含在序列中
Python 中,可以使用 in 关键字检查某元素是否为序列的成员,其语法格式为:
value in sequence
其中,value 表示要检查的元素,sequence 表示指定的序列。
例如,检查字符‘c’是否包含在字符串“c.biancheng.net”中,可以执行如下代码:
str="c.biancheng.net"
print('c'in str)
运行结果为:
True
和 in 关键字用法相同,但功能恰好相反的,还有 not in 关键字,它用法检查某个元素是否不包含在指定的序列中,比如说:
str="c.biancheng.net"
print('c' not in str)
输出结果为:
False
和序列相关的内置函数
Python提供了几个内置函数(表 3 所示),可用于实现与序列相关的一些常用操作。
表 3 序列相关的内置函数
函数功能
len()
计算序列的长度,即返回序列中包含多少个元素。
max()
找出序列中的最大元素。注意,对序列使用 sum() 函数时,做加和操作的必须都是数字,不能是字符或字符串,否则该函数将抛出异常,因为解释器无法判定是要做连接操作(+ 运算符可以连接两个序列),还是做加和操作。
min()
找出序列中的最小元素。
list()
将序列转换为列表。
str()
将序列转换为字符串。
sum()
计算元素和。
sorted()
对元素进行排序。
reversed()
反向序列中的元素。
enumerate()
将序列组合为一个索引序列,多用在 for 循环中。
这里给大家给几个例子:
str="c.biancheng.net"
#找出最大的字符
print(max(str))
#找出最小的字符
print(min(str))
#对字符串中的元素进行排序
print(sorted(str))
输出结果为:
t
.
['.', '.', 'a', 'b', 'c', 'c', 'e', 'e', 'g', 'h', 'i', 'n', 'n', 'n', 't']
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