Python3 数据结构

#! /usr/bin/python
# -*- coding: utf-8 -*-

# 列表
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Python中列表是可变的，这是它区别于字符串和元组的最重要的特点，
一句话概括即：列表可以修改，而字符串和元组不能
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方法  描述
list.append(x)     把一个元素添加到列表的结尾，相当于 a[len(a):] = [x]。
list.extend(L)     通过添加指定列表的所有元素来扩充列表，相当于 a[len(a):] = L。
list.insert(i, x)  在指定位置插入一个元素。第一个参数是准备插入到其前面的那个元素的索引，
                   例如 a.insert(0, x) 会插入到整个列表之前，而 a.insert(len(a), x) 相当于 a.append(x) 。
list.remove(x)     删除列表中值为 x 的第一个元素。如果没有这样的元素，就会返回一个错误。
list.pop([i])      从列表的指定位置移除元素，并将其返回。如果没有指定索引，a.pop()返回最后一个元素。
                   元素随即从列表中被移除。（方法中 i 两边的方括号表示这个参数是可选的，
                   而不是要求你输入一对方括号，你会经常在 Python 库参考手册中遇到这样的标记。）
list.clear()       移除列表中的所有项，等于del a[:]。
list.index(x)      返回列表中第一个值为 x 的元素的索引。如果没有匹配的元素就会返回一个错误。
list.count(x)      返回 x 在列表中出现的次数。
list.sort()        对列表中的元素进行排序。
list.reverse()     倒排列表中的元素。
list.copy()        返回列表的浅复制，等于a[:]。


注意：类似 insert, remove 或 sort 等修改列表的方法没有返回值

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# list.append(x)
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list.append(x)     把一个元素添加到列表的结尾，相当于 a[len(a):] = [x]
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list1 = [1, 2, 3, 4]
list1.append(5)
print (list1)

list1[len(list1):] = [6]
print (list1)

# list.extend(L)
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list.extend(L)     通过添加指定列表的所有元素来扩充列表，相当于 a[len(a):] = L
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list1.extend([7, 8, 9])
print (list1)

list1[len(list1):] = [10, 11]
print (list1)

# list.insert(i, x)
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list.insert(i, x)  在指定位置插入一个元素。第一个参数是准备插入到其前面的那个元素的索引
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list1.insert(0, 13)
print list1

list1.insert(3, 1)
print (list1)

# list.remove(x)
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list.remove(x)     删除列表中值为 x 的第一个元素。如果没有这样的元素，就会返回一个错误
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list1.remove(1)
print (list1)

# list.pop([i])
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list.pop([i])      从列表的指定位置移除元素，并将其返回。如果没有指定索引，a.pop()返回最后一个元素
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list1.pop()
print (list1)

a = list1.pop(1)
print (a)
print (list1)

# list.clear()
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list.clear()       移除列表中的所有项，等于del a[:]
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# list1.clear()
# print (list1)

# list.index(x)
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list.index(x)      返回列表中第一个值为 x 的元素的索引。如果没有匹配的元素就会返回一个错误
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a = list1.index(3)
print (a)

# list.count(x)
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list.count(x)      返回 x 在列表中出现的次数
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a = list1.count(10)
print (a)

a = list1.count(15)
print (a)

# list.sort()
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list.sort()        对列表中的元素进行排序
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list1.sort()
print (list1)

# list.reverse()
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list.reverse()     倒排列表中的元素
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list1.reverse()
print (list1)

# list.copy()
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list.copy()        返回列表的浅复制，等于a[:]
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# list2 = list1.copy()
# print (list2)


# 将列表当做堆栈使用
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列表方法使得列表可以很方便的作为一个堆栈来使用，堆栈作为特定的数据结构，最先进入的元素最后一个被释放（后进先出）。
用 append() 方法可以把一个元素添加到堆栈顶。用不指定索引的 pop() 方法可以把一个元素从堆栈顶释放出来

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track = [1, 2, 3, 4, 5]
track.append(6)
track.append(7)
print (track)

a = track.pop()
print (a)
print (track)
b = track.pop()
print (b)
print (track)

# 将列表当作队列使用
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也可以把列表当做队列用，只是在队列里第一加入的元素，第一个取出来；但是拿列表用作这样的目的效率不高。
在列表的最后添加或者弹出元素速度快，然而在列表里插入或者从头部弹出速度却不快（因为所有其他的元素都得一个一个地移动）
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from collections import deque
queue = deque(["1", "2", "3", "4"])
queue.append("5")
queue.append("6")
print (queue)
queue.popleft()
queue.popleft()
print (queue)

# 列表推导式
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列表推导式提供了从序列创建列表的简单途径。
通常应用程序将一些操作应用于某个序列的每个元素，
用其获得的结果作为生成新列表的元素，或者根据确定的判定条件创建子序列。

每个列表推导式都在 for 之后跟一个表达式，然后有零到多个 for 或 if 子句。
返回结果是一个根据表达从其后的 for 和 if 上下文环境中生成出来的列表。
如果希望表达式推导出一个元组，就必须使用括号

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vec = [2, 4, 6]
list1 = [x * 2 for x in vec]
print (list1)

list1 = [[x, x**2] for x in vec]
print (list1)

freshfruit = [' Tina', ' Zero ', 'Bob ']
list1 = [weapon.strip() for weapon in freshfruit]
print (list1)

vec = [2, 4, 6]
list1 = [x * 3 for x in vec if x > 3]
print (list1)

vec1 = [2, 4, 6]
vec2 = [4, 3, -9]
list1 = [x * y for x in vec1 for y in vec2]
print (list1)

list1 = [[x * y for x in vec1] for y in vec2]
print (list1)

list1 = [(x * y for x in vec1) for y in vec2]
print (list1)

list1 = [str(round(355/113.0, i)) for i in range(1, 6)]
print (list1)

# 嵌套列表解析
matrix = [[1, 2, 3, 4],
          [5, 6, 7, 8],
          [9, 10, 11, 12]
          ]
list1 = [[row[i] for row in matrix] for i in range(4)]
print (list1)

transposed = []
for i in range(4):
    transposed.append([row[i] for row in matrix])
print (transposed)

transposed = []
for i in range(4):
    transposed_row = []
    for row in matrix:
        transposed_row.append(row[i])
    transposed.append(transposed_row)
print (transposed)

# del 语句
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使用 del 语句可以从一个列表中依索引而不是值来删除一个元素。
这与使用 pop() 返回一个值不同。可以用 del 语句从列表中删除一个切割，或清空整个列表

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a = [-1, 1, 66.25, 7.5, 74, 159]
del a[0]
print (a)

del a[2:4]
print (a)

del a[:]
print (a)

# del a
# print (a)

# 元组和序列
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元组由若干逗号分隔的值组成
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t = 123, 543, 7, 'hello'
print (t[0])

u = t, (1, 2, 'a')
print (u)

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元组在输出时总是有括号的，以便于正确表达嵌套结构。
在输入时可能有或没有括号， 不过括号通常是必须的（如果元组是更大的表达式的一部分）
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# 集合
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集合是一个无序不重复元素的集。基本功能包括关系测试和消除重复元素。
可以用大括号({})创建集合。注意：如果要创建一个空集合，
你必须用 set() 而不是 {} ；后者创建一个空的字典
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a = set('angtyahsdg')
b = set('asyghsdxs')
print (a - b)
print (a | b)
print (a & b)
print (a ^ b)

a = {x for x in set('asaydgsah') if x not in set('tsasd')}
print (a)

# 字典
tel = {'jack':1527, 'Tina':8110}
print (tel['jack'])

del tel['Tina']
print (tel)

tel['bob'] = 1842
tel['irv'] = 7420
tel['ai'] = 1827
print (tel)

print (list(tel.keys()))
print (list(tel.values()))

sorted(list(tel.keys()))
print (tel)

a = dict([('Tina', 1870), ('Irv', 8420), ('Bob', 8405)])
print (a)

a = {x:x**2 for x in range(1, 6)}
print (a)

# 遍历技巧
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在字典中遍历时，关键字和对应的值可以使用 items() 方法同时解读出来
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knights = {'gallahad': 'the pure', 'robin': 'the brave'}
for k, v in knights.items():
    print (k, v)

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在序列中遍历时，索引位置和对应值可以使用 enumerate() 函数同时得到
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for i, v in enumerate(['tic', 'tac', 'toe']):
    print (i, v)

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同时遍历两个或更多的序列，可以使用 zip() 组合
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questions = ['name', 'quest', 'favorite color']
answers = ['lancelot', 'the holy grail', 'blue']
for q, a in zip(questions, answers):
   print('What is your {0}?  It is {1}.'.format(q, a))

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反向遍历一个序列，首先指定这个序列，然后调用 reversed() 函数
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for i in reversed(range(1, 10, 2)):
   print(i)

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要按顺序遍历一个序列，使用 sorted() 函数返回一个已排序的序列，并不修改原值
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basket = ['apple', 'orange', 'apple', 'pear', 'orange', 'banana']
for f in sorted(set(basket)):
    print(f)


a = (2*x for x in range(1, 3))
print (type(a))
print (next(a))