3 常见的Python数据结构-字典、集合、序列函数及推导式
字典
字典又称哈希映射、关联数组。它是键值对大小可变的集合,键和值均为Python的对象。
1)字典创建:
dic = {key1:value, key2:value, ....}
2)向字典对象中添加元素。可以直接用下标方法添加(只是下标不仅可以是数值,也可以是任意对象做key值)。
3)字典中元素的访问。可以通过key值进行访问。
4)get(),按照键值进行查询,如果键值不存在会返回None。也可以设定默认返回值,如下面代码:
value = some_dic.get(key, default_value)
5)删除元素或弹出元素。
删除元素使用del()函数。参数为字典的某个key值。如果key不存在,则会报KeyError。
弹出使用pop()函数。参数为字典的某个key值。如果key不存在,则会报KeyError。key存在,则pop()会返回弹出元素对象。
6)判断字典中是否含有某个key。
7)keys()、values()是字典的键和值的迭代器方法。虽然键值对没有顺序,这两个方法可以返回相同的顺序的键和值。
8)update()合并另一个字典。
udpate()方法是原地改变字典,因此传递给update()的键如果与已有键值重复,则原值会被覆盖。
9)setdefault()用于获取指定键的值。
- 如果键存在于字典中,则返回键对应的值;
- 如果键不存在,则插入指定的键值对,并返回默认值。
10)defaultdict,collections模块中的defaultdict继承自内置的dict类型,它可以在访问不存在的键时自动提供默认值,这一特性使得处理复杂的数据结构变得更加简单和直观。
- defaultdict(int):基本用法,defaultdict(int) 创建了一个 defaultdict 对象,其中 int 是一个工厂函数,返回 0。访问已存在的键时,defaultdict 会返回对应的值。访问不存在的键时,defaultdict 会调用 int() 函数,返回默认值 0。
- 使用其他工厂函数:defaultdict 可以使用各种工厂函数来生成默认值。例如,可以使用 list 工厂函数来创建一个默认值为列表的 defaultdict。
有效的键类型
字典的值可以是任意Python类型,键通常是不可变的标量类型(整数、浮点型、字符串)或元组(元组中的对象必须是不可变的)。这种规定被称为“可哈希性”。
可以用hash()函数检测一个对象是否可哈希。
集合
集合是无序的不可重复的元素计划。类似字典,但没有键只有值。创建集合的方法有2种:
- set()函数
- 使用{}的set语句
1)集合的合并,使用union()函数或者"|"运算符。
2)取集合的交集,使用intersection()函数或者“&”运算符。
函数 | 替代语法 | 说明 |
a.add(x) | - | 将元素x添加到集合a |
a.clear() | - | 将集合元素清空 |
a.remove(x) | - | 将元素x从集合a除去 |
a.pop() | - | 从集合a去除任意元素,如果集合为空,则抛出KeyError |
a.union(b) | a | b | 集合a和b中的所有不重复元素 |
a.update(b) | a |= b | 设定集合a中的元素为a与b的合并 |
a.intersection(b) | a & b | a和b中交叉的元素 |
a.intersection_update(b) | a &= b | 设定计划a中的元素为a与b的交叉 |
a.difference(b) | a - b | 存在于a但不存在于b的元素 |
a.difference_update(b) | a -= b | 设定计划a中的元素为a与b的差 |
a.symmetric_difference(b) | a ^ b | 只在a或只在b的元素 |
a.symmetric_difference_update(b) | a ^= b | 集合a中的元素为只在a或只在b的元素 |
a.issubset(b) | - | 如果a中的元素全部属于b,则为True |
a.issuperset(b) | - | 如果b中的元素全部属于a,则为True |
a.isdisjoint(b) | - | 如果a和b无共同元素,则为True |
序列函数
enumerate()函数
Python内建了enumerate()函数,可以返回(i, value)元组序列。
sorted()函数
sorted()函数可以从任意序列的元素返回一个新的排好序的列表。
与sort()函数相同,也可以接收key、reverse参数。
zip()函数
zip可以将多个列表、元组或其他序列成对组会成一个元组列表。
zip可以出来任意多个序列,元素的个数取决于最短的序列。
由于seq3只有两个元素,因此seq_mix序列也只有2个元素。
综合zip()与enumerate()函数的实例:
对于一个zip()函数“压缩”过的序列,可以通过zip(*sequence)的语法,对序列进行“解压”。
reversed()函数
reversed()函数可以从后向前迭代一个序列。reversed()是一个迭代器,只有实体化(即有列表或for循环)之后才能创建反转序列。
reversed()是一个生成器,只有实体化(即有列表或for循环)之后才能创建反转序列。如下图所示,直接使用则只会返回一个迭代器。
推导式
列表、集合和字典推导式
列表推导式允许用户方便的从一个集合过滤元素,形成列表,在传递参数过程中还可以修改元素。形式如下:
[expr for val in collection if condition]
它等价于:
result = [] for val in collection: if condition: result.append(expr)
案例:
字典推导式的表达式:
dict_comp = {key-expr: value-expr for value in collection if condition}
集合推导式的表达式:
set_comp = {expr for value in collection if condition}
嵌套列表推导式
案例:
使用嵌套列表推导式的方案:
应用场景:将整数元组列表扁平化。
虽然推导式可以以任意层级嵌套,不过超过三层的嵌套就需要考虑代码可读性问题。