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python字典和集合、不可变对象

python字典和集合、不可变对象

作者: 崔盛希 | 来源:发表于2018-11-16 10:04 被阅读40次

    dict

    Python内置了字典:dict的支持,dict全称dictionary,在其他语言中也称为map,使用键-值(key-value)存储,具有极快的查找速度。表示方式:{key:value,key1:value1}

    >>> d = {'Michael': 95, 'Bob': 75, 'Tracy': 85}
    >>> d['Michael']
    95
    

    由于一个key只能对应一个value,所以,多次对一个key放入value,后面的值会把前面的值冲掉
    如果key不存在,dict就会报错

    我们怎么才能知道这个key是否存在的?

    • 通过in判断key是否存在
     >>>'Thomas' in d
    False
    
    • 是通过dict提供的get()方法,如果key不存在,可以返回None,或者自己指定的value;
    >>> d.get('Thomas')      # 返回none
    >>> d.get('Thomas', -1)  #指定对应的值
    -1
    

    注意:返回None的时候Python的交互环境不显示结果。
    ***崔盛希学python***

    删除key

    要删除一个key,用pop(key)方法,对应的value也会从dict中删除:

    >>> d.pop('Bob')
    75
    >>> d
    {'Michael': 95, 'Tracy': 85}
    

    请务必注意,dict内部存放的顺序和key放入的顺序是没有关系的


    和list比较,dict有以下几个特点:

    查找和插入的速度极快,不会随着key的增加而变慢;
    需要占用大量的内存,内存浪费多。
    而list相反
    查找和插入的时间随着元素的增加而增加;
    占用空间小,浪费内存很少。
    所以,dict是用空间来换取时间的一种方法

    dict可以用在需要高速查找的很多地方,在Python代码中几乎无处不在,正确使用dict非常重要,需要牢记的第一条就是dict的key必须是不可变对象。

    这是因为dict根据key来计算value的存储位置,如果每次计算相同的key得出的结果不同,那dict内部就完全混乱了。这个通过key计算位置的算法称为哈希算法(Hash)。

    要保证hash的正确性,作为key的对象就不能变。在Python中,字符串、整数等都是不可变的,因此,可以放心地作为key。而list是可变的,就不能作为key.

    set

    set和dict类似,也是一组key的集合,但不存储value。由于key不能重复,所以,在set中,没有重复的key。
    表示方式:set([key,key1,key2])

    >>> s = set([1, 2, 3])
    >>> s
    {1, 2, 3}
    

    注意,传入的参数[1, 2, 3]是一个list,而显示的{1, 2, 3}只是告诉你这个set内部有1,2,3这3个元素,显示的顺序也不表示set是有序的。。

    重复元素在set中自动被过滤:

    >>> s = set([1, 1, 2, 2, 3, 3])
    >>> s
    {1, 2, 3}
    
    • 添加元素 通过add(key)方法可以添加元素到set中,可以重复添加,但不会有效果
    >>> s.add(4)
    >>> s
    {1, 2, 3, 4}
    >>> s.add(4)
    >>> s
    {1, 2, 3, 4}
    
    • 通过remove(key)方法可以删除元素
    >>> s.remove(4)
    >>> s
    {1, 2, 3}
    

    set可以看成数学意义上的无序和无重复元素的集合,因此,两个set可以做数学意义上的交集、并集等操作

    >>> s1 = set([1, 2, 3])
    >>> s2 = set([2, 3, 4])
    >>> s1 & s2
    {2, 3}
    >>> s1 | s2
    {1, 2, 3, 4}
    

    小结

    set和dict的唯一区别仅在于没有存储对应的value,但是,set的原理和dict一样,所以,同样不可以放入可变对象,因为无法判断两个可变对象是否相等,也就无法保证set内部“不会有重复元素”。试试把list放入set,看看是否会报错。
    ***崔盛希学python***

    不可变对象

    str是不变对象,而list是可变对象

    • 我们对list进行操作
    >>> a = ['c', 'b', 'a']
    >>> a.sort()
    >>> a
    ['a', 'b', 'c']
    
    • 对于不可变对象,比如str,对str进行操作呢
    >>> a = 'abc'
    >>> a.replace('a', 'A')
    'Abc'
    >>> a
    'abc'   # 对不可变对象操作,不会改变自身的内容,除非赋值
    

    虽然字符串有个replace()方法,也确实变出了'Abc',但变量a最后仍是'abc',应该怎么理解呢?

    >>> a = 'abc'
    >>> b = a.replace('a', 'A')
    >>> b
    'Abc'
    >>> a
    'abc'
    

    所以,对于不变对象来说,调用对象自身的任意方法,也不会改变该对象自身的内容。相反,这些方法会创建新的对象并返回,这样,就保证了不可变对象本身永远是不可变的

    ⚠️⚠️:使用key-value存储结构的dict在Python中非常有用,选择不可变对象作为key很重要,最常用的key是字符串。
    

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