Python基础：深入解析列表、字典、元组与集合

所谓数据结构，通俗而言即是用于存储大量数据的容器。在Python中，主要涉及四种基础数据结构：列表、字典、元组和集合。

其具体定义格式如下所示：

列表（list）使用方括号，格式为 list = [val1,val2,val3,val4]；字典（dict）使用花括号，格式为 dict = {key1:val1,key2:val2}，其元素由冒号分隔的键值对组成；元组（tuple）使用圆括号，格式为 tuple = (val1,val2,val3,val4)；集合（set）同样使用花括号，格式为 set = {val1,val2,val3,val4}。

1. 列表：

list = [val1,val2,val3,val4]

列表具备以下显著特征：

首先，列表中的每个元素均支持修改；其次，列表元素具有有序性，即每个元素都对应特定的位置索引；最后，列表可以容纳Python中的任何类型对象。下文将详细阐述列表的增、删、改、查操作。

增：

1 list = [1,'dwd',3.6]
2 list.insert(0,'Python')
3 print(list)

使用 insert 方法可向列表中添加元素。该方法需指定插入位置及新增内容，新增元素将置于指定位置元素之前；若指定位置超出当前范围，则默认追加至列表末尾。

1 list = [1,'dwd',3.6]
2 list[0:0] = [9]
3 # 【0:0】是指在list中的第1个位置插入新元素
4 list[3:3] = ['a']
5 # 【3:3】是指在list中的第4个位置插入新元素
6 print(list)

上述两种方法仅支持添加单个元素。若需一次性添加多个元素，可使用 extend 方法实现。

1 list_a = [1,'dwd',3.6]
2 list_b = ['Python',56,'game']
3 list_a.extend(list_b)
4 # extend方法用于在列表末尾一次性追加另一个列表中的多个值
5 print(list_a)

删：

1 list = [1,'dwd',3.6]
2 list.remove('dwd')
3 print(list)

除了使用 remove 方法外，还可以利用 del 关键字来删除列表元素。

1 list = [1,'dwd',3.6]
2 del list[0:2]
3 # 【0:2】是删除第1和第2个位置的元素
4 print(list)

改：

1 list = [1,'dwd',3.6]
2 list[2] = 7
3 list[0] = 'start'
4 print(list)

若需替换列表中的特定元素，可直接对该位置元素重新赋值。例如，list[2] 表示访问列表中的第三个元素。

查：

列表的索引机制与字符串类似，支持正向和反向两种索引方式，既可从前往后访问，也可从后往前访问。具体示例如下：

list = [1,'dwd',3.6]
print(list[1])
# 打印第2个位置的元素
print(list[-1])
# 打印倒数第一个位置的元素
print(list[:2])
# 打印第1和第2个元素
print(list[1:])
# 打印第2到最后一个的元素

然而，若试图通过元素值反向查找其位置，直接采用索引方式会导致程序报错。因为列表仅支持通过位置索引，不支持通过元素值直接查询位置。

2. 字典：

dict = {key1:val1,key2:val2}

编程中的许多概念源于生活，字典亦不例外。这种数据结构类似于现实中的字典，通过“名称—内容”进行构建。在Python中，每个元素表现为带有冒号的键（key）与值（val）的对应关系，通常称为键值对。

字典具有以下特征：

字典中的元素必须严格以键值对形式存在；

键（key）不允许重复，而值（val）允许重复；

键是不可变的，无法被修改；值是可变的，可以是任何类型的对象。

即使字典中定义了重复的键，打印输出时该键也仅显示一次。示例如下：

1 dict = {'A':'art','B':'big','C':'cute','C':'cute'}
2 print(dict)

接下来介绍字典的增、删、改、查操作。

增：

字典没有类似列表的 insert 方法，但可以通过直接赋值的方式插入元素，新元素默认追加至字典末尾。

1 dict = {'A':'art','B':'big','C':'cute'}
2 dict['D'] = 'dictionary'
3 print(dict)

此前在列表中介绍过使用 extend 方法添加多个元素，在字典中对应的操作是使用 update 方法来添加多个元素。

1 dict = {'A':'art','B':'big','C':'cute'}
2 dict.update({'D':'dictionary','E':'exam'})
3 print(dict)

删：

在字典中删除特定元素，同样可以使用 del 关键字。

1 dict = {'A':'art','B':'big','C':'cute'}
2 del dict['B']
3 print(dict)

需要注意的是，尽管字典定义时使用花括号，但在执行删除操作时依然使用中括号。

改：

若要修改字典中的元素，只需直接对对应的键重新赋值即可。

1 dict = {'A':'art','B':'big','C':'cute'}
2 dict['B'] = 'beyond'
3 print(dict)

查：

在字典中进行索引时，与删除操作类似，均使用中括号，且中括号内需存放字典的键。这意味着对字典元素的访问是通过键来完成的。

1 dict = {'A':'art','B':'big','C':'cute'}
2 dict['B']
3 print(dict['B'])

此前在《Python入门_浅谈字符串的分片与索引、字符串的方法》一文中提及字符串支持分片，但在字典中，字符串不支持分片操作。

3. 元组

tuple = (val1,val2,val3,val4)

Python中的元组与列表相似，主要区别在于元组不可修改，可视为“稳固版”的列表。因此，列表中可用的增删改方法在元组中均不适用，但元组支持元素索引，用法与列表类似。

1 tup = (1,2,'s',7)
2 print(tup[0])
3 print(tup[-1])
4 print(tup[1:])
5 print(tup[:-2])

4. 集合

set = {val1,val2,val3,val4}

集合的概念接近数学中的集合。集合中的元素是无序且不重复的任何对象。我们可以利用集合判断数据的从属关系，或通过集合去除数据结构中的重复元素。

集合不支持切片和索引操作，但除了执行集合运算外，集合元素支持添加和删除。

set = {7,1,8,3,4,5,3}
set.add(0)
# 新增元素0
set.discard(7)
# 删除掉元素7
print(set)
# 打印出的集合会从小到达排列，并去重

关于集合的具体运算，将在后续用到时详细展开。

后续章节将介绍数据结构的一些实用技巧。

操作环境：Python版本为3.6；PyCharm版本为2016.2；电脑系统为Mac。

以上关于Python入门中四种基本数据结构的介绍即为全部内容，希望能对大家有所帮助，也欢迎大家继续支持本站。