Python 内置数据结构之二（元组）

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一、元组 tuple

1.1 一个有序的元素组成的集合

1.2 使用小括号 () 表示

• 示例

t1 = tuple()
t2 = ()
t3 = (1,)   # 不可写成 t3 = (1) 
t4 = (1,'a',range(1))

1.3 元组是 不可变 对象

• 示例

t5 = (1,[2,3],(4,5))
t5[1] = 3
t5[1][0] = 3
t5[2][0] = 3

不可变示例 1 .png
不可变示例 2 .png

二、元组的定义 初始化

2.1 定义

• tuple() -> empty tuple
• tuple(iterable) -> tuple initialized from iterable's items
• 示例

t = tuple()   # 工厂方法
t = ()
t = tuple(range(1,7,2))   # iterable 可迭代对象
t = (2,4,6,3,4,2,)
t = (1,)   # 一个元素元组的定义，注意有个逗号
t = (1,)*5
t = (1,2,3) * 5

示例.png

三、元组元素的访问

3.1 支持索引（下标）

• 正索引
  a) 从左至右，从 0 开始，为列表中每个元素编号
  b) 示例

t1 = (range(5))
t1[2]

示例.png

• 负索引
  a) 从右至左，从 -1 开始
  b) 示例

t1 = (range(5))
t1[-1]

示例.png

• 正负索引不可超界，否则引发异常 IndexError

  
  IndexError.png

四、元组查询

4.1 index(value,[start,[stop]])

• 通过值 value ，从指定区间查找元组内的元素是否匹配
• 匹配第一个就立即返回索引
• 匹配不到，抛出异常 ValueError

4.2 count(value)

• 返回元组中匹配 value 的次数

4.3 时间复杂度

• index 和 count 方法都是 O(n)
• 随着元组数据规模的增大，而效率下降

4.4 len(tuple)

• 返回元素个数

五、元组的其他操作

5.1 元组是只读的，所以 增、删、改 方法都没有

六、命名元组 namedtuple

6.1 namedtuple(typename,field_names,verbose=False,rename=False)

• 命名元组，返回一个元组的子类，并定义了字段
• field_names 可以是空白符或都好分割的字符串，可以是字段的列表

6.2 示例

from collections import namedtuple

Student = namedtuple('Student','name age')   # Student 为返回的类，括号中的 Student 为显示名称
tom = Student('tom',20)
jerry = Student('jerry',21)

示例.png

七、冒泡法

7.1 冒泡法

• 属于交换排序
• 两两比较大小，交换位置。如同水泡咕嘟咕嘟网上冒
• 结果分为升序和降序排列

7.2 升序

• n 个数从左至右，编号从 0 开始到 n-1，索引 0 和 1 的值比较，如果索引 0 大，则交换两者位置，如果索引 1 大，则不交换。继续比较索引 1 和 2 的值，将大值放在右侧。直至 n-2 和 n-1 比较完，第一轮比较完成。第二轮从索引 0 比较到 n-2，因为最右侧 n-1 位置上已经是最大值了。依次类推，没一轮都会减少最右侧的不参与比较，直至剩下最后 2 个数比较

7.3 降序

• 和升序相反

冒泡法图示.png

7.4 示例

nums = [1,9,8,5,6,7,4,3,2]
length = len(nums)

for i in range(length -1):
    for j in range(length -1 -i):
        if nums[j] > nums[j+1]:
            temp = nums[j]
            nums[j] = nums[j+1]
            nums[j+1] = temp

print (nums)

基础.png 优化.png

7.5 冒泡法总结

• 冒泡法需要数据一轮轮比较
• 可以设定一个标记判断此轮是否有数据交换发生，若无交换发生，则可结束排序，反之进行下一轮排序
• 最差的排序情况是，初始顺序与目标顺序完全相反，遍历次数 1,2,...,n-1 之和 n(n-1)/2
• 最好的排序情况是，初始顺序与目标顺序完全相同，遍历次数 n-1
• 时间复杂度 O(n^2)

八、练习

8.1 依次接收用户输入的 3 个数，排序后打印

• 转换 int 后，判断大小排序，使用分支结构完成
• 使用 max 函数
• 使用列表的 sort 方法

# 练习一
nums = []

for i in range(3):
    nums.append(int(input('No {} >>>'.format(i))))   # input('>>>')
    
targets = []

if nums[0] > nums[1]:
    if nums[1] > nums[2]:
        pass
    else:                                            # nums[2] >= nums[1]
        if nums[0] > nums[2]:
            nums = [nums[0],nums[2],nums[1]]
#             targets = [0,2,1]                      # 记录索引方式，两种方式任选其一
        else:                                        # nums[2] >= nums[0]
            nums = [nums[2],nums[0],nums[1]]               
else:                                                # nums[1] >= nums[0]
    if nums[0] > nums[2]:
        nums = [nums[1],nums[0],nums[2]]
    else:                                            # nums[2] >= nums[0]
        if nums[1] > nums[2]:
            nums = [nums[1],nums[2],nums[3]]
        else:                                        # nums[2] >= nums[1]
            nums = [nums[2],nums[1],nums[0]] 
print (nums)

# for index in targets:                              # 索引记录方式打印
#     print (nums[index])

练习一.png

# 练习二
# 不推荐实际生产中使用此方法，效率低下
nums = []

for i in range(3):
    nums.append(int(input('No {} >>>'.format(i))))
    
targets = []

# while nums:                       # 不推荐使用 for 循环，for j in range(len(nums)):
#     targets.append(max(nums))
#     nums.remove(max(nums))
# print (targets)

while True:
    val = max(nums)
    print (val)
    nums.remove(val)
    if len(nums) == 1:
        print (nums[0])
        break

练习二.png

# 练习三
nums = []

for i in range(3):
    nums.append(int(input('No {} >>>'.format(i))))

nums.sort()   # 如需倒序，nums.sort(reverse=True)
print (nums)

练习三.png