python学习笔记五——数据结构

4 . python的数据结构

　　数据结构是用来存储数据的逻辑结构，合理使用数据结构才能编写出优秀的代码。python提供的几种内置数据结构——元组、列表、字典和序列。内置数据结构是Python语言的精华，也是使用python进行开发的基础。

4.1 元组结构

　　元组是Python中常用的一种数据结构。元组由不同的元素组成，每个元素可以存储不同类型的数据，如字符串、数字甚至元组。元组是“写保护”的，即元组创建后不能再做任何修改操作，元组通常代表一行数据，而元组中的元素代表不同的数据项。

4.1.1 元组的创建

　　tuple(元组)是python内置的一种数据结构。元组由一系列元素组成，所有元素被包含在一对圆括号中。创建元组时，可以不指定元素的个数，相当于不定长的数组，但是一旦创建后就不能修改元组的长度。元组创建的格式如下所示:

tuple = (元素1，元素2，...)

　　元组的初始化示例如下：

tuple = ("apple" , "banana" , "grape" , "orange")

　　上面这行代码创建了一个名为tuple的元组，该元组由4个元素组成，元素之间使用逗号分隔。如果需要定义一个空的元组，表达方式更简单。创建空的元组只需要一对空的圆括号。如：

tuple = ()

　　如果创建的元组只包含一个元素，通常会错误地忽略单元素后的逗号。这样，python无法区分变量tuple是元组还是表达式，python误认为圆括号中的内容为表达式，因此tuple[0]输出的结果并非期望的值，并且其类型也不是tuple。正确的写法如下：

tuple = ["apple" , ]   #定义元组，注意后面的逗号不可少
print (tuple[0])  #打印第一个元素
print (type(tuple))   #打印定义的tuple的类型

[root@Dannyserver danny]# python 9.py 
apple
<class 'list'>

　　元组是从0开始计数的，因此tuple[0]获得的是元组tuple中第1个元素。python中其他的数据结构也遵循这个规则。

4.1.2 元组的访问

访问格式：tuple[n]   ，n可以是0、正负整数。

输出：print (tuple[n])

可以把元组理解为C或者Java中的数组。

注意：元组创建后其内部元素的值不能被修改。元组中的元素不支持赋值操作。

提示：元组不能添加或删除任何元素。因此，元组不存在任何添加、删除元素的方法，元组也不存在任何其他方法。

　　元组的访问还有一些特殊的用法，例如负数索引和分片索引。这两个特性是python的特殊用法，C或者Java语言并不支持。负数索引从元组的尾部开始计数，最尾端的元素索引表示“-1”，次尾端的元素索引表示“-2”，以此类推。

　　分片是元组的一个子集，分片是从第1个索引到第2个索引（不包含第2个索引所指向的元素）所指定的所有元素。分片索引可以为正数或负数，两个索引之间用冒号分隔。分片的格式如下：

tuple[m:n]     其中m、n可以是0、正整数或负整数。

例：

tuple=("apple","banana","grape","orange") #定义元组
print (tuple[-1])
print (tuple[-2])
tuple2 = tuple[1:3]  #分片，第二个元素到第三个元素（不包括第四个）
tuple3 = tuple[0:-2]  #分片，从第一个元素到倒数第二个元素（不包括倒数第二个）
tuple4 = tuple[2:-1]    #分片，从第三个元素到倒数第一个元素（不包括倒数第一个）
print (tuple2)
print (tuple3)
print (tuple4)

[root@Dannyserver danny]# python 9.py 
orange
grape
('banana', 'grape')
('apple', 'banana')
('grape',)

　　元组还可以由其他元组组成。例如，二元元组可以表示为：

tuple = (('t1' , 't2'), ('t3' , 't4'))

该元组是一个二元元组，该元组由('t1' , 't2')和('t3' , 't4')组成。

例：

fruit1 = ("apple", "banana")
fruit2 = ("grape", "orange")
tuple = (fruit1, fruit2)
print (tuple)
print ("tuple[0][1] =", tuple[0][1])  #打印输出第一个元组的第二个元素
print ("tuple[1][1] =", tuple[1][1])　 #打印输出第二个元组的第二个元素

[root@Dannyserver danny]# python a.py 
(('apple', 'banana'), ('grape', 'orange'))
tuple[0][1] = banana
tuple[1][1] = orange

　　创建元组的过程，python称为“打包”。相反，元组也可以执行“解包”的操作。“解包”可以将打包元组中的各个元素分别赋值给多个变量，降低了代码的复杂性，使表达方式更自然。“打包”和“解包”例：

#打包
tuple = ("apple", "banana", "grape", "orange")
#解包
a, b, c, d = tuple  #将元组中的元素分别赋值给a，b，c，d
print(a,b,c,d)

[root@Dannyserver danny]# python a.py 
apple banana grape orange

4.1.3 元组的遍历

　　元组的遍历是指通过循环语句依次访问元组中各元素的值。遍历元组需要用到两个函数range()和len()。range()和len()都是python的内建函数，这些函数可直接调用，不需要import语句导入模块。内建函数是Python自动导入的函数，相当与Java中的lang包。

　　len()计算出tuple元组中元素的个数，range()返回一个由数字组成的列表。

例：

tuple = (("apple","banana"),("grape","orange"),("watermelon", ),("grapefruit", ))
for i in range(len(tuple)):
        print("tuple[%d]:" %i)
        for j in range(len(tuple[i])):
                print(tuple[i][j])
        print()

[root@Dannyserver danny]# python a.py 
tuple[0]:
apple
banana

tuple[1]:
grape
orange

tuple[2]:
watermelon

tuple[3]:
grapefruit

　　也可以用for实现遍历元组

tuple = (("apple","banana"),("grape","orange"),("watermelon", ),("grapefruit", ))  #定义一个二元元组
for i in tuple:
        for j in i:
                print(j)

[root@Dannyserver danny]# python a.py 
apple
banana
grape
orange
watermelon
grapefruit

4.2 列表结构

　　列表是Python中非常重要的数据类型，通常作为函数的返回类型。列表和元组相似，也是由一组元组组成，列表可以实现添加、删除和查找操作，元素的值可以被修改。

4.2.1 列表的创建

　　List(列表)是Python内置的一种数据结构。它由一系列元素组成，所有元素被包含在一对方括号中。列表创建后，可以执行添加或删除操作。格式如下：

list = [元素1， 元素2， ...]
列表的添加可以调用append(),该方法的声明如下所示。

append(object)

其中，object可以是元组、列表、字典或任何对象。

列表的删除可以调用remove()，该方法的声明如下所示。

remove(value)

该方法也可删除元素value。如果value不在列表中，python将抛出异常。

list = ["apple","banana","grape","orange"] #定义列表
print(list)
print(list[2])
list.append("watermelon")  #在列表末尾添加元素
list.insert(1,"grapefruit")  #向列表中插入元素
print(list)
list.remove("grape")    #从列表中移除grape
print(list)
print(list.pop())    #打印从列表中弹出的元素，即最后一个元素。pop()表示取出最后一个元素
print(list)

[root@Dannyserver danny]# python b.py 
['apple', 'banana', 'grape', 'orange']
grape
['apple', 'grapefruit', 'banana', 'grape', 'orange', 'watermelon']
['apple', 'grapefruit', 'banana', 'orange', 'watermelon']
watermelon
['apple', 'grapefruit', 'banana', 'orange']

注意：如果list列表中存在两个相同的元素，此时调用remove()移除同名元素，将只删除List列表中靠前的元素。

4.2.2 列表的使用

　　列表的使用与元组十分相似，同样支持负数索引、分片以及多远列表等特性，但是列表中的元素可修改，而且存在一些处理列表的方法。

list = ["apple","banana","grape","orange"] #定义列表
print(list[-2])
print(list[1:3])
print(list[-3:-1])
list = [["apple","banana"],["grape","orange"],["watermelon"],["grapefruit"]]
for i in range(len(list)):
        print("list[%d]:" %i)
        for j in range(len(list[i])):
                print(list[i][j])
        print()

[root@Dannyserver danny]# python b.py 
grape
['banana', 'grape']
['banana', 'grape']
list[0]:
apple
banana

list[1]:
grape
orange

list[2]:
watermelon

list[3]:
grapefruit

　　列表实现了连接操作的功能，列表的连接同样提供了两种方式，一种是调用extend()连接两个不同的列表，另一种是使用运算符“+”或“+=”。

list1=["apple","banana"]
list2=["grape","orange"]
list1.extend(list2) #list1连接list2
print(list1)
list3=["watermelon"]
list1=list1+list3  #将list1与list3连接后赋给list1
print(list1)
list1+=["grapefruit"] #使用+=给list1连接上["grapefruit"]
print(list1)
list1=["apple","banana"]*2  #连接两个相同的列表
print(list1)

[root@Dannyserver danny]# python c.py 
['apple', 'banana', 'grape', 'orange']
['apple', 'banana', 'grape', 'orange', 'watermelon']
['apple', 'banana', 'grape', 'orange', 'watermelon', 'grapefruit']
['apple', 'banana', 'apple', 'banana']