Python内置数据结构详解：序列与散列类型全解析

Python数据结构概述

Python作为一种脚本语言，其语法要求强制缩进，这使得代码既易读又美观。它的数据类型支持自动转换，无需像C或Java那样显式定义变量类型，从而大幅简化了编写过程，因此广受欢迎。

如今，Python已广泛应用于数据分析、数据挖掘及机器学习等科学计算领域。鉴于科学计算对数据处理的高要求，深入理解Python原生提供的数据结构至关重要，这能帮助开发者在复杂数据操作中游刃有余。本文将对这些结构进行归纳整理，便于查阅与收藏。

Python

序列结构详解

一、序列结构

首先介绍的是序列结构。在序列中，元素的顺序至关重要，不同顺序构成的序列被视为不同的序列。Python提供了六种内建序列结构，分别是list、tuple、string、unicode、buffer和xrange。

List列表操作

1.1、list(列表)

List，即列表，是一种序列，可视为数组。与其他语言不同，Python列表中的元素可以是任意数据类型，包括数字、字符串等。

以下是创建list结构的几种常见方式：

//1.通过中括号括起已知的元素创建list 
mylist = ['orange', 'apple', 1,2,3.14]; 
//2.通过中括号创建空list，然后用append()追加动态元素 
mylist = []; 
mylist.append('orange'); 
//3.通过list()方法创建空list 
mylist = list(); 

选取list元素的方法：

//通过中括号加下对应下标选取，下标从0开始，-1为倒数第一个元素，以此类推 
mylist[0]; 
mylist[-1]; 

切片是Python序列结构独有的操作，用于从序列中提取子序列。所有序列均可切片，list作为序列自然支持此功能。切片方法如下：

//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] 

list常用方法包括：

• list.append(x)，在列表末尾添加一个元素。
• list.insert(i, x)，在指定索引位置插入元素，第一个参数为索引。
• list.remove(x)，移除列表中第一个值为x的元素，若不存在则抛出异常。
• list.clear()，删除列表中的所有元素。
• list.index(x)，返回列表中第一个值为x的元素的从零开始的索引，若不存在则抛出异常。
• list.count(x)，返回元素x在列表中出现的次数。
• list.reverse()，反转列表中的元素顺序。

机器学习

Tuple元组特性

1.2、tuple(元组)

Tuple，即元组，同样可视为数组，元素可以是任意数据类型，甚至支持嵌套。与列表的主要区别在于，元组一旦创建便不可修改，也无法追加元素。元组使用小括号创建，同样支持切片，切片方法与list相同。

//1.通过小括号括起已知的元素创建tuple 
mytuple = (1, 3, 'hello!') 
//2.不可以用append()往tuple追加，因为tuple一旦创建，不可变更 

获取tuple中的元素：

//和列表一样，通过中括号加下对应下标选取，下标从0开始，-1为倒数第一个元素，以此类推 
mytuple[0]; 
mytuple[-1]; 

其他序列类型

1.3、string，unicode，buffer，xrange

这四种类型也属于序列，但在科学计算中较少使用，故不作过多介绍。

String可视为由少量单个字符构成的list，例如：

mystring = 'orange'; 
mylist = ['o','r','a','n','g','e']; 

由于string也是序列，因此可以切片，其原理类似于由单个字符构成的list切片，此处不再赘述。

Unicode与string类似，但支持原生unicode编码的序列，例如\\u4f60\\u597d。

Buffer可视为由大量字符构成的list。

Xrange可视为由纯数字构成的list。

科学计算

散列结构详解

二、散列结构

与序列结构不同，散列结构中元素的顺序并不重要，顺序不同的散列仍被视为同一个散列。Python中的散列结构包括set和dict。

Set集合方法

2.1、set(集合)

Set，即集合，是由不重复元素组成的无序集合。其核心特征是不重复，类似于数学中的集合。无序是散列结构的特点，因此集合也具有无序性。

创建set的方法：

//和list很类似，可对应参考 
//1.通过大括号括起已知的元素创建set 
myset = {'red','blue',2.71}; 
//2.通过set()方法创建空set，注意不能用{}创建空set，这样创建的是空dict 
//3.然后用add()添加动态元素，注意不是append 
myset = set(); 
myset.add('yellow'); 
Python的set集合可以支持并集，交集，差集，对称差等数学运算：

//创建集合a 
a = set('abracadabra'); 
//创建集合b 
b = set('alacazam'); 
------------------ 
print(a) 
//结果：{'a', 'r', 'b', 'c', 'd'} 
------------------ 
print(a - b); //差集 
//结果：{'r', 'd', 'b'} 
------------------ 
print(a | b); //并集 
//结果：{'a', 'c', 'r', 'd', 'b', 'm', 'z', 'l'} 
------------------ 
print(a & b); //交集 
//结果：{'a', 'c'} 
------------------ 
print(a ^ b); //对称差 
//结果：{'r', 'd', 'b', 'm', 'z', 'l'} 

set常用方法包括：

• set.remove(x)，移除集合中值为x的元素，若不存在则抛出异常。
• set.isdisjoint(set2)，判断两个集合是否没有共同元素，若无共同元素返回True，否则返回False。
• set.issubset(set2)，判断集合set是否为set2的子集。
• set.issuperset(set2)，判断集合set是否包含set2，issubset与issuperset互为逆操作。

Dict字典操作

2.2、dict(字典)

Dict，即字典，由键值对组成，具有唯一性和可变性。字典本身是可变对象，但其键必须是唯一的且为不可变对象。理解字典的最佳方式是将其视为键值对的集合。

创建dict的方法：

//1.通过大括号括起键值对创建dict 
mydict = {'name':'tom','age':'24'}; 
//2.通过dict()方法创建dict 
mydict = dict(name = 'tom',age = 24); 
//3.通过大括号创建空dict，然后通过中括号添加键值对 
mydict = {}; 
mydict['tel'] = '1300000000'; 

获取dict中的元素：

//需要已经知道键的名称，否则无法获取，除非遍历 
mydict.get('tel'); 

dict常用方法包括：

• dict.copy()，拷贝出一个新的字典。
• dict.setdefault({'sex':'man'})，若键存在则查询，不存在则增加。
• dict.update({'sex':'male'})，若键存在则修改，不存在则增加。
• dict.pop('tel')，指定删除键，参数必须为需要删除的键。
• dict.clear()，清空字典。
• dict.keys()，查询字典中所有的键。
• dict.values()，查询字典中所有的值。
• dict.items()，查询字典中所有的键值对。

以上即为Python自带的数据结构，主要分为序列结构和散列结构两大类。序列结构包括list、tuple、string、unicode、buffer、xrange；散列结构包括set和dict。

总结

以上介绍了Python语言中主要的内置数据结构，希望本文能对您有所帮助。如有任何疑问，欢迎留言，小编会及时回复。感谢大家对本站的支持！ 如果您觉得本文对您有帮助，欢迎转载，请注明出处，谢谢！