python 資料結構

Franson發表於2018-01-21

1 深入條件控制

小記：程式設計風格

使用 4 空格縮排，而非 TAB:在小縮排（可以巢狀更深）和大縮排（更易讀）之間，4空格是一個很好的折中。TAB 引發了一些混亂，
使用空行分隔函式和類，以及函式中的大塊程式碼，可能的話，註釋獨佔一行
把空格放到操作符兩邊，以及逗號後面，但是括號裡側不加空格：a = f(1, 2) + g(3, 4)
統一函式和類命名:推薦類名用駝峰命名，函式和方法名用小寫_和_下劃線。
Python 的預設情況下，UTF-8最好

while 和 if 語句中使用:比較和包含。
比較操作符 in 和 not in 稽核值是否在一個區間之內。
比較操作可以傳遞。例如 a < b == c 稽核是否 a 小於 b 並且 b 等於 c。
邏輯操作符 and 和 or 組合，not 具有最高的優先順序， or 優先順序最低，所以 A and not B or C 等於 (A and (notB)) or C。
邏輯操作符 and 和 or 引數從左向右解析，結果確定就停止。例如，如果 A 和 C 為真而 B 為假， A and B and C 不會解析 C。
可以把比較或其它邏輯表示式的返回值賦給一個變數，例如:

>>> string1, string2, string3 = '', 'Trondheim', 'Hammer Dance'
>>> non_null = string1 or string2 or string3
>>> non_null
'Trondheim'

解釋：and 和 or 引數從左向右解析，結果確定就停止。string1 or string2 為True，列印string2是值，後面忽略即string3。

比較序列和其它型別：序列物件可以與相同型別的其它物件比較。

首先比較前兩個元素，如果不同，就決定了比較的結果；如果相同，就比較後兩個元素，依此類推，直到所有序列都完成比較。

>>> (1,3,67)<(1,4,2)
True
>>> (1,3,67)>(1,4,2)
False
>>> [1, 2, 3] < [1, 2, 4]
True

如果兩個元素本身就是同樣型別的序列，就遞迴字典序比較。如果兩個序列的所有子項都相等，就認為序列相等。

>>> (1, 2, 3) == (1.0, 2.0, 3.0)
True

如果一個序列是另一個序列的初始子序列，較短的一個序列就小於另一個。字串的字典序按照單字元的 ASCII 順序。

>>> (1, 2) < (1, 2, -1)
True
>>> (1, 2, ('aa', 'ab')) < (1, 2, ('abc', 'a'), 4)
True

2 基本的列表物件方法

List列表基本操作概要：

list.append(x)：元素新增到連結串列的結尾，相當於 a[len(a):] = [x]。
list.extend(L)：給定列表所有元素新增，相當於 a[len(a):] = L。
list.insert(i, x)：指定位置插入。其中list.insert(0, x)=插入連結串列首，list.insert(len(a), x)=list.append(x)=插入連結串列尾
list.remove(x)：刪除連結串列指定元素。
list.pop([i])：指定索引下刪除元素，a.pop() 返回最後一個元素。
list.clear()：刪除所有元素。相當於 del a[:]。
list.index(x)：返回連結串列首個值 x 的索引。
list.count(x)：統計元素 x出現的次數。
list.sort()：排序。
list.reverse()：倒排連結串列。
list.copy()：淺拷貝。等同於 a[:]。
操作執行程式碼：

a = [66.25, 333, 333, 1, 1234.5]
print(a.count(333), a.count(66.25), a.count('x'))
a.insert(2, -1)
a.append(333)
[66.25, 333, -1, 333, 1, 1234.5, 333]
a.index(333)
a.remove(333)
a.reverse()
[333, 1234.5, 1, 333, -1, 66.25]
a.sort()
a.pop()

List連結串列的多重共用

連結串列當作堆疊用：連結串列特性先進後出跟堆疊性質一致，進：append，出：pop:

程式例項演示：

>>> stack = [3, 4, 5]
>>> stack.append(6)
>>> stack.append(7)
>>> stack
[3, 4, 5, 6, 7]
>>> stack.pop()
7
>>> stack
[3, 4, 5, 6]
>>> stack.pop()
6
>>> stack
[3, 4，5]

連結串列當作佇列使用：如上演示，知道連結串列具備先進後出的性質，即符合堆疊性質。大家記得否連結串列索引可以為負數，如此你是不是想到先進先出啦？對嘍，這就是佇列的性質我們完全可以當著佇列用。列表這樣用效率不高。在頭部插入和彈出很慢，因為一個元素出隊，要移動整個列表中的所有元素。要實現佇列，使用集合collections.deque，它為在首尾兩端快速插入和刪除而設計。例如:

程式執行例項：

>>> from collections import deque
>>> queue = deque(["Eric", "John", "Michael"])
>>> queue.append("Terry") # Terry arrives
>>> queue.append("Graham") # Graham arrives
>>> queue.popleft() # The first to arrive now leaves
'Eric'
>>> queue.popleft() # The second to arrive now leaves
'John'
>>> queue # Remaining queue in order of arrival
deque(['Michael', 'Terry', 'Graham'])

列表推導：如下例項快速解析理解

>>> [(user,name) for user in ['bnc','ad','admin'] for name in ['boy','xiaoming','bnc','admin'] if user==name]
[('bnc', 'bnc'), ('admin', 'admin')]
等同
>>> combs = []
>>> for user in ['bnc','ad','admin']:
... for name in ['boy','xiaoming','bnc','admin']:
... if user == name:
... combs.append((user, name))
...
 
>>> combs
[('bnc', 'bnc'), ('admin', 'admin')]
 
>>> # call a method on each element
>>> freshfruit = [' banana', ' loganberry ', 'passion fruit ']
>>> [weapon.strip() for weapon in freshfruit]
['banana', 'loganberry', 'passion fruit']

連結串列做文字處理矩陣計算：交換行列

#由三個長度為 4 的列表組成的 3x4 矩陣,交換行列

>>> matrix = [
... [1, 2, 3, 4],
... [5, 6, 7, 8],
... [9, 10, 11, 12],
... ]
>>> [[row[i] for row in matrix] for i in range(4)]
[[1, 5, 9], [2, 6, 10], [3, 7, 11], [4, 8, 12]]
等於
>>> transposed = []
>>> for i in range(4):
... transposed.append([row[i] for row in matrix])
...
>>> transposed
[[1, 5, 9], [2, 6, 10], [3, 7, 11], [4, 8, 12]]

3 del語句

del語句：不同於有返回值的 pop() 方法，其按索引來刪除子項

>>> a = [-1, 1, 66.25, 333, 333, 1234.5]
>>> del a[0]
>>> a
[1, 66.25, 333, 333, 1234.5]
>>> del a[2:4] # 切片
>>> a
[1, 66.25, 1234.5]
>>> del a[:]
>>> a
[]

4 元組、序列、集合和字典

元組和列表的區別：

元組：不同種類元素，不可變；
列表：相同種類的元素，可變

>>> t = 12345, 54321, 'hello!'
>>> t[0]
12345
>>> t
(12345, 54321, 'hello!')
>>> # Tuples may be nested:
... u = t, (1, 2, 3, 4, 5)
>>> u
((12345, 54321, 'hello!'), (1, 2, 3, 4, 5))

set集合

特點：set集合是無序不重複元素的集。
基本功能：關係測試和消除重複元素。還支援 union（聯合），intersection（交），difference（差）和 sysmmetric difference（對稱差集）等數學運算。
集合建立：大括號或 set() 函式。注意：空集合的建立必須使用 set() 而不是 {}。{}可以用於建立空字典。

集合例項演示:

>>> basket = {'apple', 'orange', 'apple', 'pear', 'orange', 'banana'}
>>> print(basket) # show that duplicates have been removed
{'orange', 'banana', 'pear', 'apple'}
>>> 'orange' in basket # fast membership testing
True
>>> 'crabgrass' in basket
False
 
>>> # Demonstrate set operations on unique letters from two words
>>> a = set('abracadabra')
>>> b = set('alacazam')
>>> a # unique letters in a
{'a', 'r', 'b', 'c', 'd'}
>>> a - b # letters in a but not in b
{'r', 'd', 'b'}
>>> a | b # letters in either a or b
{'a', 'c', 'r', 'd', 'b', 'm', 'z', 'l'}
>>> a & b # letters in both a and b
{'a', 'c'}
>>> a ^ b # letters in a or b but not both
{'r', 'd', 'b', 'm', 'z', 'l'}

類似列表推導式，這裡有一種集合推導式語法:

>>> a = {x for x in 'abracadabra' if x not in 'abc'}
>>> a
{'r', 'd'}

字典

字典以關鍵字為索引，關鍵字可以是任意不可變型別，通常用字串或數值。字典本質是無序鍵值對（key:value 對）集合，同一字典內鍵必須是互不相同的。
字典建立： {} 。
主要操作：據鍵儲存和析取值。可用 del 來刪除鍵：值對（key:value）。
排序： sorted(d.keys()) ）。
檢查字典：用 in 關鍵字檢查字典中是否存在某個關鍵字。
字典例項演示:

>>> tel = {'jack': 4098, 'sape': 4139}
>>> tel['guido'] = 4127
>>> tel
{'sape': 4139, 'guido': 4127, 'jack': 4098}
>>> tel['jack']
4098
>>> del tel['sape']
>>> tel['irv'] = 4127
>>> tel
{'guido': 4127, 'irv': 4127, 'jack': 4098}
>>> list(tel.keys())
['irv', 'guido', 'jack']
>>> sorted(tel.keys())
['guido', 'irv', 'jack']
>>> 'guido' in tel
True
>>> 'jack' not in tel
False

dict() 建構函式可以直接從 key-value 對中建立字典:

>>> dict([('sape', 4139), ('guido', 4127), ('jack', 4098)])
{'sape': 4139, 'jack': 4098, 'guido': 4127}
>>> dict(sape=4139, guido=4127, jack=4098)
{'sape': 4139, 'jack': 4098, 'guido': 4127}
 
>>> tel={x:x**2 for x in range(2,12,3)}
>>> list(tel.keys())
[8, 2, 11, 5]
>>> sorted(tel.keys())
[2, 5, 8, 11]

5 迴圈技巧

字典迴圈，關鍵字和對應的值可以使用 items() 方法同時解讀出來:

>>> knights = {'gallahad': 'the pure', 'robin': 'the brave'}
>>> for k, v in knights.items():
... print(k, v)
...
gallahad the pure
robin the brave

在序列中迴圈時，索引位置和對應值可以使用 enumerate() 函式同時得到:

>>> for i, v in enumerate(['tic', 'tac', 'toe']):
print(i, v)
0 tic
1 tac
2 toe

同時迴圈兩個或更多的序列，可以使用 zip() 整體打包:

>>> 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))
What is your name? It is lancelot.
What is your quest? It is the holy grail.
What is your favorite color? It is blue.

需要逆向迴圈序列的話，先正向定位序列，然後呼叫 reversed() 函式:

>>> for i in reversed(range(1, 10, 2)):
print(i)
9
7
5
3
1

要按排序後的順序迴圈序列的話，使用 sorted() 函式，它不改動原序列，而是生成一個新的已排序的序列:

>>> basket = ['apple', 'orange', 'apple', 'pear', 'orange', 'banana']
>>> for f in sorted(set(basket)):
print(f)
apple
banana
orange
pear

若要在迴圈內部修改正在遍歷的序列（例如複製某些元素），建議您首先製作副本。在序列上迴圈不會隱式地建立副本。切片表示法使這尤其方便:

>>> words = ['cat', 'window', 'defenestrate']
# Loop over a slice copy of the entire list.
>>> for w in words[:]:
if len(w) > 6:
words.insert(0, w)
>>> words
['defenestrate', 'cat', 'window', 'defenestrate']

6 參考文獻和推薦資料

Python 官方網站：包含程式碼、文件和 Web 上與 Python 有關的頁面連結該網站映象於全世界的幾處其它問題，類似歐洲、日本和澳大利亞。映象可能會比主站快，這取決於你的地理位置
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