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Python数据结构之列表元组字典的用法

数据结构的含义

在学习数据结构之前，我们先来了解下数据结构的含义。数据结构是通过某种方式（例如对元素进行编号）组织在一起的数据元素的集合，这些数据元素可以是数字或者字符，甚至可以是其他数据结构。在Python语言中，最基本的数据结构是序列（sequence）。序列中的每个元素被分配一个序号————即元素的位置，称为索引或下标，索引从0开始递增。

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典型的序列包括列表、元组和字符串。其中，列表是可变的（可修改），而元组和字符串是不可变的（一旦创建了就是固定的）。列表、元组和字符串也是较常用的数据结构。

本篇内容主要讲解Python的列表、元组、字典，下篇将会介绍字符串的操作。

列表 list，使用 [] 定义，[] 中的各个元素，用逗号分隔。

例子

定义一个名为 all_star,包含 Kobe,TMAC,LBJ元素的列表

>>> all_star = ["Kobe","TMAC","LBJ"]
>>> print(all_star)
['Kobe', 'TMAC', 'LBJ']

列表也可以包含列表，例如：

>>> east_star = ["Irving","Wall","Love"]
>>> west_star = ["Curry","KD","Harden"]
>>> all_star = [west_star,east_star]
>>> print(all_star)
[['Curry', 'KD', 'Harden'], ['Irving', 'Wall', 'Love']]

或者
```
>>> all_star = [["Kobe","TMAC"],["LBJ","BOSH"]]
>>> print(all_star)
[['Kobe', 'TMAC'], ['LBJ', 'BOSH']]
```
列表支持增删改查
所有序列类型都可以进行某些特定操作，由对象属性决定。这些操作包括：索引(indexing)、切片(sliceing)、加(adding)、乘(multiplying)以及检查某些元素是否属于序列成员、计算序列长度、找出最大、最小元素的内置函数。

查，使用单个索引一次能取出一个元素，使用切片，可以取出指定范围内的元素，分片通过两个冒号相隔的两个索引值实现。

例子1，单个索引获取元素，获取all_star列表中名叫Kobe的元素

>>> all_star = ["Kobe","TMAC","LBJ"]
#元素的下标也就是索引，从0开始，逐个递增。Kobe的元素下标为0，TMAC为1，LBJ为2
>>> print(all_star[0]) 
Kobe
>>> all_star = [["Kobe","TMAC"],["LBJ","BOSH"]]
>>> print(all_star[0][0])
Kobe

例子2，切片的使用

>>> all_star = ['Curry', 'KD', 'Harden','Irving', 'Wall', 'Love']
#索引范围，左侧包含，右侧不包含，当想取前3个元素的话，切片范围为0:3.
>>> all_star[0:3]    
['Curry', 'KD', 'Harden']

#从第一个元素，取到最后一个元素
>>> all_star[1:]    
['KD', 'Harden', 'Irving', 'Wall', 'Love']

#忽略第一个和最后一个元素
>>> all_star[1:-1]   
['KD', 'Harden', 'Irving', 'Wall']

#从第二个元素开始，每隔一个取一个，2表示步长，默认步长为1.
>>> all_star[1:-1:2] 
['KD', 'Irving']

#在下标为2的位置，从右向左取值，直到最后一个值。
>>> all_star[2::-1]  
['Harden', 'KD', 'Curry']

增，append(),insert()

例子：

>>> all_star
['Curry', 'KD', 'Harden', 'Irving', 'Wall', 'Love']
#把元素添加到最后
>>> all_star.append("LBJ")    
>>> all_star
['Curry', 'KD', 'Harden', 'Irving', 'Wall', 'Love', 'LBJ']

#把元素插入到指定位置
>>> all_star.insert(2,"Westbrook")    
>>> all_star
['Curry', 'KD', 'Westbrook', 'Harden', 'Irving', 'Wall', 'Love', 'LBJ']

改，采用直接替换的方式

例子：

>>> all_star
['Curry', 'KD', 'Westbrook', 'Harden', 'Irving', 'Wall', 'Love', 'LBJ']
#为需要替换的元素下标赋予新值
>>> all_star[6]="George"    
>>> all_star
['Curry', 'KD', 'Westbrook', 'Harden', 'Irving', 'Wall', 'George', 'LBJ']

删，remove()、pop()、del

例子：

#remove()方法直接删除内容
>>> all_star.remove("LBJ")    
>>> all_star
['Curry', 'KD', 'Westbrook', 'Harden', 'Irving', 'Wall', 'George']

#pop()方法根据索引值删除内容，并返回删除的值
>>> all_star.pop(6)          
'George'
>>> all_star
['Curry', 'KD', 'Westbrook', 'Harden', 'Irving', 'Wall']

#del命令根据索引值删除内容，没有返回
>>> del all_star[5]           
>>> all_star       
['Curry', 'KD', 'Westbrook', 'Harden', 'Irving']

#del命令删除列表对象
>>> del all_star              
>>> all_star      
Traceback (most recent call last):
File "", line 1, in 
NameError: name 'all_star' is not defined

一些内置函数：

count() 统计元素出现的次数

>>> list1 = [1,2,3,4,5,4,3,2,1,1,0,1]
>>> list1.count(1)
4

extend() 在列表末尾一次性追加另一个序列中的多个值,有扩展列表的功能。
```
>>> list1 = [1,2,3] 
>>> list2 = [4,5,6]
>>> list1.extend(list2)
>>> list1
[1, 2, 3, 4, 5, 6]
```
index() 获取索引值，当我们知道一个序列的值而不知道期下标是多少，可以使用index函数
```
>>> list1
[1, 2, 3, 4, 5, 6]
>>> list1.index(4)
3
```

reverse() 调转序列顺序

>>> list1 = [1,2,3,4,5,6] 
>>> list1.reverse()
>>> print(list1)
[6, 5, 4, 3, 2, 1]

sort() 排序

>>> list1 = [1,9,3,7,2,6,0]
>>> list1.sort()
>>> list1
[0, 1, 2, 3, 6, 7, 9]
>>> list1.sort(reverse=True) 
>>> list1
[9, 7, 6, 3, 2, 1, 0]

len() 获取序列长度
```
>>> len(list1)
7
```
max() 获取序列的最大值
```
>>> max(list1)
9
```
min() 获取元素的最小值
```
>>> min(list1)
0
```
list() 适用于所有类型的序列。字符串不能像列表一样被修改，所以有时根据字符串创建列表会很有用
```
>>> h = list("hello")
>>> h
['h', 'e', 'l', 'l', 'o']
```
join() 可以将一个由字符串组成的列表转换为字符串
```
>>> ''.join(h)
'hello'
```
元组 Tuple，只读列表
元组使用 () 定义，()中的元素使用逗号隔开。元组也可以通过索引和切片获取元素的值，方法和列表一样。

字典 Dictionary

字典是Python中唯一的映射类型，采用键值对的形式无序存储数据，键不可修改，且唯一；值可以修改。

创建方法：使用 {} 定义字典

>>> dic = {'name':'wt'}
>>> dic=dict((['name','wt'],['a','b'],))

对字典的值进行初始化：

>>> all_star = dict.fromkeys(['work','hobby'],'basketball')
>>> print(all_star)
{'work': 'basketball', 'hobby': 'basketball'}

字典也支持增删改查

增

例子

>>> dic1 = {'name':'wt'}
>>> dic1['age'] = 21
>>> dic1
{'name': 'wt', 'age': 21}

改：这里介绍3种改的方式

例子

>>> dic1
{'name': 'wt', 'age': 21}
#直接对键进行赋值，有则修改，没有就会创建
>>> dic1['name'] = 'Kobe'       
>>> dic1
{'name': 'Kobe', 'age': 21}

#使用内置的setdefault方法，如果键存在，不改动，返回字典中该键对应的值；如果不存在，增加新的键值对，并返回新增键值对值
>>> dic1.setdefault('age',22)
21
>>> dic1
{'name': 'Kobe', 'age': 21}

#update方法，当dic1字典中有就更新，没有则将dic2字典中的键值对添加到dic1中
>>> dic1 = {'name':'Kobe','age':21}
>>> dic2 = {'name':'TMAC','hobby':'basketball'}
>>> dic1.update(dic2)
>>> dic1
{'name': 'TMAC', 'age': 21, 'hobby': 'basketball'}

查：

例子

>>> dic1 = {'name': 'TMAC', 'age': 21, 'hobby': 'basketball'}
#获取指定键的值
>>> dic1['name']
'TMAC'

#通过keys方法获取字典包含的键
>>> dic1.keys()
dict_keys(['name', 'age', 'hobby'])

#通过values()方法获取字典的值
>>> dic1.values()
dict_values(['TMAC', 21, 'basketball'])

#通过items()方法获取字典的所有键值对
>>> dic1.items()
dict_items([('name', 'TMAC'), ('age', 21), ('hobby', 'basketball')])

删：

例子

>>> dic1
{'name': 'TMAC', 'age': 21, 'hobby': 'basketball'}
#使用del命令删除指定键的值
>>> del dic1['hobby']
>>> dic1
{'name': 'TMAC', 'age': 21}

#clear()方法清空字典
>>> dic1.clear()
>>> dic1
{}

#pop()方法删除指定键的值，并返回该值
>>> dic1 = {'name':'Kobe','age':21}
>>> dic1.pop('name')
'Kobe'
>>> dic1
{'age': 21}

#popitem()方法随机删除键值对，并返回删除的键值对
>>> dic1 = {'name':'Kobe','age':21}
>>> dic1.popitem()
('age', 21)

字典嵌套：字典里可以包含字典、列表等。

books = {
"日本作家" : {
"村上春树":["且听风吟","没有女人的男人们","1Q84","多崎作"],
"井上靖":["敦煌"],
"东野圭吾":["白夜行","解忧杂货铺","放学后"]
},
"欧美作家" : {
"昆德拉":["庆祝无意义","不能承受生命之轻"],
"菲茨杰拉德":["了不起的盖茨比"]
},
"中国作家" : {
"路遥":["平凡的世界","人生"],
"金庸":["天龙八部","射雕英雄传","笑傲江湖"]
}
}
>>> print(books['日本作家']['村上春树'][1])
没有女人的男人们

字典的排序：字典默认根据键排序，列表根据值排序

>>> dic1 = {24:'Kobe',1:'TMAC',30:'Curry',23:'LBJ'}
>>> dic1
{24: 'Kobe', 1: 'TMAC', 30: 'Curry', 23: 'LBJ'}
#字典默认按键排序
>>> print(sorted(dic1.items()))
[(1, 'TMAC'), (23, 'LBJ'), (24, 'Kobe'), (30, 'Curry')]

#按值排序
>>> print(sorted(dic1.values()))
['Curry', 'Kobe', 'LBJ', 'TMAC']

使用for循环，打印字典的键值

#打印键
>>> for i in dic1:
...   print(i)
... 
24
1
30
23

#打印键值
>>> for i in dic1:
...   print(i,dic1[i])
... 
24 Kobe
1 TMAC
30 Curry
23 LBJ

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数据结构的含义

列表 list，使用 [] 定义，[] 中的各个元素，用逗号分隔。

列表支持增删改查

元组 Tuple，只读列表

字典 Dictionary

字典也支持增删改查

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