Python数据结构内建函数

数据结构

集set

• 可变的、无序的、不重复的元素的集合
• set() → new empty set object
• set(iterable) → new set object
• set的元素必须可以hash
• 元素不可迭代，set可迭代

set和线性结构

• 线性结构时间复杂度为O(n)
• set、dict等结构，内部使用hash值作为key，时间复杂度为O(1)
• 可hash（不可变类型）
• set的元素必须可hash

字典dict

• d = dict()或d = {}
• key-value键值对的数据的集合
• 可变的、无序的、key不重复
• dicr(**kwargs) # name = value
  
  • *args：（可以理解为只有一列的表格，长度不固定）将实参中按照位置传值，多出来的值都给args，且以元组的方式呈现
  • **kwargs：（可以理解为字典，长度不固定）将形参中按照关键字把多余的传值以字典的方式呈现
• 顺序必须是位置参数、*args、**kwargs，否则报错

• 顺序必须是位置参数、默认参数、**kwargs，否则报错

  • 例：
    a = dict([('c', 100), ['d',200]], a = 1, b = 2)
a = {'a' = 1, 'b' = 2, 1:'abc'}

• dict(iterable,**kwarg) # 可迭代对象和name = value构造，可迭代对象的元素须是二元结构

• dict(mapping,**kwarg) # 字典构造另一个字典
• d = {'a':10,'b':20,'c':None,'d'"[1,2,3]}

字典的key

• key的要求和set的元素要求一致
  
  • set的元素可看作是key，set可看作是dict的简化版
  • key必须可hash，可用hash()测试

defaultdict

• dict = defaultdict(factory_fuction)
  
  • factory_fuction可以是list、set、str…作用是当key不存在时，返回工厂函数生成key对应的value的缺省值，如list对应[]，str对应空字符串''，set对应set()，int对应0

OrderedDict

• collection.OrderedDict([items])
• key并不是按照加入的顺序排列，可用OrderedDict记录顺序
• from collection import OrderedDict
• 有序字典可记录元素插入的顺序，打印时也按照此顺序打印

例题

解析式 & 生成器

列表解析式List Comprehension

• 构造返回新列表
• 语法
  
  • [返回值 for 元素 in 可迭代对象 if条件]
• 使用中括号[]，内部是for循环，if条件语句可选
  
  • [exp for i in iterable1 for j in iterable2]

等价于

lst = []
    for i in iterable1:
        for j in iterable2:
            lst.append(exp)

例题

选择排序

• 简单选择排序
  
  • 两两比较大小，找出极值放置在固定的某一端
  • 排序结果分升序、降序
• 降序
  
  • n个数从左至右，索引从0到n-1，两两比较，记录大值的索引，比较此轮所有数
  • 将大值和索引0数交换，若大值就是索引1则不交换
  • 第二轮从1开始比较找到最大值，将其与索引1交换，若其在索引1位置则不交换
  • 以此类推，每次左侧都会固定一个大值
• 升序
  
  • 与降序相反
• 无法得知当前轮是否已经完成排序，但可知极值是否在目标索引位置上
• 遍历次数n(n-1)/2
• 时间复杂度O(n²)
• 减少交换次数提高效率，性能略高于冒泡法

例题

内建函数

类型

• 标识 id
  
  • 返回对象的唯一标识，CPython返回内存地址
• 哈希 hash()
  
  • 返回一个对象的哈希值
• 类型 type()
  
  • 返回对象的类型
• 类型转换
  
  • float() int() bin() hex() oct() bool() list() tuple() dict() set() complex() bytes() bytearray()
• 输入 input([prompt])
  
  • 接收输入，返回一个字符串
• 打印 print(*object,sep='',end='\n',file=sys.stdout,flush=False)
  
  • 打印输出，默认使用空格分隔、换行结尾。输出至控制台
• 长度len(s)
  
  • 返回一个集合类型的元素个数
• isinstance(obj,class_or_tuple)
  
  • 判断obj是否属于某种类型或元组中列出的某个类型
• issubclass(cls,class_or_tuple)
  
  • 判断类型cls是否是某种类型的子类或元组中列出的某个类型的子类
• abs() # 绝对值
• max()，min() # 极值
• round()
  
  • "四舍六入五取偶"
• pow(x,y) == x ** y
• range(start,stop[,step])
  
  • [起始位置，结束位置），步长
• divmod(x,y) == tuple(x//y,x%y)
• sum(iterable[,start])
  
  • 对可迭代对象的所有数值元素求和
• chr(i)
  
  • 给一个一定范围的整数返回对应的字符
• ord(c)
  
  • 返回字符对应的整数
• sorted(iterable[,key][,reverse])
  
  • 返回新列表，默认升序排序
  • reverse为反转
• reversed(seq)
  
  • 返回一个反转元素的迭代器
• enumerate(seq,start=0) # 枚举
  
  • 迭代一个序列，返回索引数字和元素构成的二元组
  • start表示起始索引，默认为0
• iter(iterable)、next(iterator[,default]) # 迭代器和取元素
  
  • iter将可迭代对象封装成迭代器
  • next对迭代器取下一个元素，不可逆序。若全部取过，再次next则返回StopIteration异常
• zip(*iterables) # 拉链函数
  
  • 将多个可迭代对象合并，返回一个迭代器
  • 将每次从不同对象中取到的元素合并成一个元组

可迭代对象

• 可以通过迭代一次次返回不同元素的对象
  
  • 相同与否指元素在容器中是否为同一个。# ['a','a']虽然值相同，但是元素不同
• 可以迭代，未必有序，未必可索引
• 容器：元素的集合，可被迭代：list、tuple、string、bytes、bytearray、range、set、dict、生成器...
• 成员操作符：in、not in # in实质是遍历

迭代器

• 必须是可迭代对象
• 通过iter方法将一个可迭代对象封装成迭代器
• 通过next方法迭代迭代器对象
• 生成器对象就是迭代器对象，生成器是一种特殊的迭代器