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) >>> # Tuples 可以嵌套: ... u = t, (1, 2, 3, 4, 5) >>> u ((12345, 54321, 'hello!'), (1, 2, 3, 4, 5)) >>> # Tuples 不可修改: ... t[0] = 88888 Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> TypeError: 'tuple' object does not support item assignment >>> # 但可以包含可修改的对象: ... v = ([1, 2, 3], [3, 2, 1]) >>> v ([1, 2, 3], [3, 2, 1])

如你所见,在输出时,元组总是被圆括号括起来,这样就可以更准确地解释嵌套的元组。元组可能在输入时带有括号,也可能不带括号,尽管通常来说圆括号是必要的(如果元组是一个更大的表达式中的一部分)。不能将一个值赋给元组中的独立元素,但是可以创建带有可修改对象(如列表)的元组。

尽管 tuple 可能看上去和 list 很像,但是它们经常用于不同的场景和不同的目的。元组是不可修改的,通常包含一个序列的异构(heterogeneous)的元素,这些元素通过解包(见本节后面的内容)或索引来访问(在 namedtuples 中,甚至可以通过属性来访问)。list 是可修改的,list 的元素通常是同构的(homogeneous),并通过遍历 list 来访问。

构建包含0个或1个元素的元组是一个特别的问题:Python 语法对此有额外的兼容来适应这个问题。空元组通过一对圆括号来构建;只有一个元素的元组通过跟随着一个逗号的值来构建(仅用括号括起一个值是不够的)。有点丑,但是很高效。如:

>>> empty = ()
>>> singleton = 'hello',    # <-- 注意最后的逗号
>>> len(empty)
0
>>> len(singleton)
1
>>> singleton
('hello',)

语句 t = 12345, 54321, 'hello!' 是 tuple packing 的一个例子:1234554321 和 'hello!' 被 pack 在了一个元组里。相反的操作同样可行:

>>> x, y, z = t

这被称为 sequence unpacking ,这对右边的任何 sequence 都起作用。sequence unpacking 要求等号左边的变量个数与 sequence 中的元素个数相同。注意,多重赋值(multiple assignment)其实就是 tuple packing 和 sequence unpacking 的组合。

5.4. 集合 ✔

Python 还支持 setset 是一种没有重复元素的无序集合。基本用法有 membership testing 和消除重复项。set 对象支持一些数学运算,如并、交、差和对称差。

可以用花括号或 set() 函数来创建 set。注意,如果要创建一个空的 set,必须使用set(),而不是{},后者会创建一个空的字典(一种我们下一节会讨论的数据结构)。

这里有些简短的示例:

>>> 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 a or b or both
{'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'}

与列表推导式类似,set 推导式也被 Python 支持:

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

5.5. 字典 ✔

另一种 Python 中有用的内置数据类型是字典(见Mapping Types — dict)。字典在其他语言中有时被称为联合存储器(associative memories)或者关联数组(“associative arrays”)。字典不像 sequance 那样用一个范围的数字作为索引,而是使用 key 作为索引,key 可以是不可修改的类型;字符串和数字都可以作为 key。元组如果只包含字符串、数字或者元组,就可以作为 key 来使用;元组中如果直接或间接包含可修改的对象,就不能作为 key 来使用。不能用 list 作为字典,因为 list 可以通过索引赋值、切片赋值或者 append() 和 extend() 这样的方法来修改。

最好将字典看作一个键值对的集合,并要求键都是唯一的(在一个字典内)。空字典通过一对花括号({})来创建。在花括号中输入用逗号分隔键值对的列表,可以为字典添加初始键值对;这也是字典在输出中打印的方式。

字典中的主要操作是通过 key 来存储 value 和提取 value。可以用 del 删除键值对。如果你用一个已经存在的 key 来存储值,那么原来的 value 会被覆盖。用一个不存在 key 来提取 value 会产生错误。

对字典使用 list(d) 会返回包含字典中所有 key 的列表,列表中元素顺序为插入时的顺序(如果你希望它是被排序过的,就替换成 sorted(d))。使用 in 关键字来检查一个 key 是否存在于字典中。

字典的简单示例:

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

dict() 通过键值对序列来构建字典:

>>> dict([('sape', 4139), ('guido', 4127), ('jack', 4098)])
{'sape': 4139, 'guido': 4127, 'jack': 4098}

另外,字典推导式可以通过任意键和值的表达式来创建字典

>>> {x: x**2 for x in (2, 4, 6)}
{2: 4, 4: 16, 6: 36}

当 key 是简单的字符串时,用关键字参数来指定键值对会更加简单:

>>> dict(sape=4139, guido=4127, jack=4098)
{'sape': 4139, 'guido': 4127, 'jack': 4098}

5.6. 循环技巧 ✔

在遍历字典时,使用字典的 items() 方法可以同时将字典中的 key 以及对应的 value 提取出来。

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

当遍历一个 sequence 时,使用 enumerate() 函数可以同时将索引和对应的值提取出来。

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

想要同时循环两个或多个序列,可以将序列与 zip() 函数一起使用。

>>> 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.

想要倒序遍历一个 sequence,可以先指定正向的 sequence,然后调用 reversed() 函数。

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

想要以排好序的顺序遍历一个 sequence,用 sorted() 函数。该函数返回一个排好序的 list,保持原始对象不变。

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

有时你在遍历一个 list 的过程中,你会很想要改变这个 list;然而,通常情况下更简单和安全的方式是创建一个新的 list

>>> import math
>>> raw_data = [56.2, float('NaN'), 51.7, 55.3, 52.5, float('NaN'), 47.8]
>>> filtered_data = []
>>> for value in raw_data:
...     if not math.isnan(value):
...         filtered_data.append(value)
...
>>> filtered_data
[56.2, 51.7, 55.3, 52.5, 47.8]

5.7. More on Conditions ✔

while 语句和 if 语句中使用的条件可以包含任何运算符,而不仅仅是比较运算符。

比较运算符 in 和 not in 检查一个值是否存在于一个 sequence 中。is 和 is not 操作符比较两个对象是否是相同的对象;这只适用于像 list 这样的可修改对象。所有的比较运算符有相同的优先级,比较运算符的优先级低于数值运算符

比较运算符可以被链接(chained)起来。比如,a < b == c 检查 a 是否小于 b ,且 b 是否等于 c

比较运算可以通过布尔运算符 and 和 or 来合并在一起,比较运算(或者其他布尔表达式)的结果可以使用 not 运算符进行否定。andor 和 not 的优先级低于比较运算符;在 andor 和 not 中,not 的优先级最高,or 最低,所以 A and not B or C 等价于 (A and (not B) or C)。通常,圆括号可以用于明确所需的组合。

布尔运算符 and 和 or 属于短路(short-circuit)运算符:短路运算符的计算从左往右进行,并且,一旦结果确定,就停止计算。比如,如果 A 和 C 的值为 True,但 B 为 False,表达式 A and B and C 就不会再计算 C。当作为普通值而不是布尔值时,短路运算符的返回值为最后一个计算的操作数。

可以将比较运算或者其他布尔表达式的结果赋值给一个变量。比如:

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

Python 与 C 不同,Python 表达式内的赋值必须使用 walrus operator := 进行。这能避免在 C 中经常遇到的一类问题:在表达式中本该使用 == 的地方,却使用了 =

5.8. 比较 Sequence 和其他类型

sequence 对象可以与其他具有相同 sequence 类型的对象进行比较。比较通过字典顺序(lexicographical order)进行:首先比较两个序列的第一项,如果不同,那么就可以确定比较结果;如果相同,就比较两个序列的下一项,如此类推,直到其中一个序列的元素被比较完为止。如果进行比较的两个项,本身就是同一类型的 sequence,则递归地进行字典顺序的比较。如果比较下来,两个序列中所有的项都相等,那么就认为这两个序列相等。如果一个序列是另一个序列的初始子序列(initial sub-sequence),较短的序列是较小的那个。字符串的字典顺序比较使用 Unicode code point number 来排序单个字符。一些同类型序列之间进行比较的例子:

(1, 2, 3)              < (1, 2, 4)
[1, 2, 3]              < [1, 2, 4]
'ABC' < 'C' < 'Pascal' < 'Python'
(1, 2, 3, 4)           < (1, 2, 4)
(1, 2)                 < (1, 2, -1)
(1, 2, 3)             == (1.0, 2.0, 3.0)
(1, 2, ('aa', 'ab'))   < (1, 2, ('abc', 'a'), 4)

注意,将不同类型的对象进行 < 或 > 比较是合法的,前提是这些对象具有恰当的比较方法。比如,mixed numeric type 通过它们的 numeric value 进行比较,因此 0 等同于 0.0。否则,解释器会抛出一个 TypeError 异常,而不是提供一个任意排序的结果。

脚注

Other languages may return the mutated object, which allows method chaining, such as d->insert("a")->remove("b")->sort();

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