Python數據類型---容器類類型

 

容器類數據類型python內置數據類型中，有一類數據類型，它能像容器那樣存儲不同的元素。列表list、元組tuple、字符串str、字典dict、集合set都是屬於容器類型。

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一、容器類對象的幾種類別

容器：container   序列：sequence   映射：mapping

 

序列（sequence)是一種數據結構,是有序的容器類型，list、str和tuple都屬於序列，其中列表是可變的（你可以修改其內容），而元組和字符串是不可變的（一旦創建，內容就是固定的）。

熟悉Python中的內存機制，這種不可變是指類型內的元素是不能進行修改的

注：像下面介紹的字符串的切割，鏈接等操作，看起來修改了字符串，實質上並沒有修改原來的字符串，在內存中字符串還是原來的字符串。操作在內存中產生了新的字符串

序列索引值：序列的每個元素都有索引值，用索引值我們能訪問到指定元素，

相比於C語言中的數組是基於0的下標索引，即長度爲n的數組，第一個值的下標爲0，最後一個元素的下標爲n-1 。

Python中序列索引值有更靈活的“定義”，不但有順序索引：0~(n-1),還有倒序索引：-1~ -n ，-n是第一個元素，-1是最後一個元素。

看起來我們可把序列索引值以理解爲：相對於第一個元素的偏移量。這樣的倒序索引和正序索引看起來就比較自然了。

 

序列的特有操作：切片、鏈接+和重複*

• 切片 : 切片適合有序的容器類型（序列）。   

   語法：s = [start:end:step]

#  start:開始位置， end:結束位置；start和end指定了切片的範圍.

#  step: 步進值，從開始位置到結束位置的步進值，。step可指定爲正數（步進方向可認爲是順序）或負數（步進方向可認  爲是逆序）。默認步進值爲1   因此可省略最後一個冒號和step  :   s[start:end]

# 報錯的情況： 按照步進的方向，開始到結束的區間不能越過邊界，不符合切片範圍的會返回對應的空序列 [ ]  （）  ‘ ‘

  # start和end可以不指定，默認是步進方向的首尾位置。

>>> lt = [0, 1, 2, 3, 4, 5]
>>> lt[::2]
[0, 2, 4]
>>> lt[::-2]
[5, 3, 1]

   # 指定start和end的時候，切片範圍遵循左開右閉原則：切片範圍不包含end。  開始值和結束值都是遵循序列索引值的。

  注意：在不指定開始位置和結束位置的時候，結束位置是被包含在切片範圍內的。

>>> lt = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6]
>>> lt[::2]
[0, 2, 4, 6]

 

   # 切片操作是爲了訪問序列的一部分。 靈活的使用序列的索引值和步進值來解決需求。

# 0.查找序列的後三個元素
>>> s = 'helloworld'
>>> s[-3:]
'rld'

# 1.序列元素逆序
>>> s = 'hello,world!'
>>> s[::-1]
'!dlrow,olleh'

# 切片賦值：另外對於列表，可以使用賦值語句給切片賦值

   注意：賦值語句的右邊必須是可迭代對象（iterable），如果是字典的話，會將其鍵賦值到切片位置
 

>>> lt = [0, 1, 2, 3, 4, 5]
>>> lt[0:2]=[99]
>>> lt
[99, 2, 3, 4, 5]

>>> lt[0:2] = {'name': 'marsen'}
>>> lt
['name', 3, 4, 5]

 

• 鏈接+和重複*：

        序列支持 + 和  *  操作的，本質上是生成了新的序列，原來的序列保持不變

   # 鏈接操作  +  是對序列元素的拼接

>>> s = 'hello'
>>> s + ',' + 'world!'
'hello,world!'


>>> lt = [0, 1, 2]
>>> lt + [3, 4] + [5]
[0, 1, 2, 3, 4, 5]


>>> tp = (0, 1, 2)
>>> tp + (3, 4) + (5,)
(0, 1, 2, 3, 4, 5)

 

  # 重複操作 * 是序列元素的重複

>>> tp = (0, 1)
>>> tp * 3
(0, 1, 0, 1, 0, 1)
>>> tp
(0, 1)

>>> lt = [0, 1]
>>> lt * 3
[0, 1, 0, 1, 0, 1]
>>> lt
[0, 1]

>>> s = 'hi'
>>> s * 3
'hihihi'
>>> s
'hi'

 

映射（mapping），通過名稱訪問其各個值的數據結構，稱之爲mapping, 字典(dict)是Python中唯一的內置映射類型。

其他容器類型：集合（set）

 

二、容器類對象通用操作

 

容器類變量有一些共同點：

• 取值（訪問）：container [ 索引 ] 

• 遍歷: 使用for in進行元素遍歷

• 成員判斷: 使用成員運算符 in 來檢查元素是否存在

• 計算長度：len(container): 使用系統函數len( )返回容器內項的數量，對於字典來說，返回的就是鍵值對的個數

• 比較： max() /min()  以及 同類型對象之間 > < 的比較

 

0，取值（訪問）：container [ 索引 ] 

    變量後跟中括號：‘[ ]’，括號內是索引。對於序列來說，可以使用這種方式根據索引值訪問元素，對於字典來說索引就是鍵。

1，遍歷

    容器類對象都屬於可迭代對象（iterable），因此都能使用for in 進行遍歷。

能進行for in 遍歷操作的對象是可迭代對象

from collections import Iterable

st = [5, 1, 4, 2, 3, 1]

print(isinstance(st, Iterable))


### True

下面討論以下比較有趣的遍歷：對集合set 內元素的遍歷：集合set 的for in :集合內的元素都是無序的，因此遍歷的時候會發現，每次遍歷元素的順序都不一樣。

st = {'b', 'c', 'a', 1, 5}

for i in st:

    print(i)

# 第一次運行
b
1
a
5
c
# 第二次運行
1
5
a
c
b

但是，集合內元素如果是數字的話，那麼數字之間順序是永遠正序的，上面的遍歷例子中，1是比5先遍歷出來的，用個純數字的集合來實驗，如下：

st = {3, 4, 1, 5}
for i in st:
    print(i)
###
1
3
4
5

 

2，成員判斷: 使用成員運算符 in 來檢查元素是否存在。

•  對於字典來說，使用 in 是判斷字典中是否存在對應的鍵

>>> dt = {'name': 'marsen', 'age': 18}
>>> 'name' in dt
True
>>> 'marsen' in dt
False

    #  (k, v) in d   是不能實現判斷鍵值對是否存在的功能，要實現項成員資格檢查,要藉助字典的方法items: （k, v）in dt.items() 

>>> ('age', 18) in dt
False

>>> ('age', 18) in dt.items()
True

 

• 對於其它的容器對象來說都是檢查對象中元素是否存在的

     # 檢查單個元素在容器對象中是否存在 （列表，元組，集合）

>>> lt = [0, 1, 2, 4, 5]
>>> [0, 1] in lt
False
>>> 2 in lt
True

>>> tp = (1, 2, 3)
>>> 1 in tp
True
>>> (1,) in tp
False

>>> st = {1, 2, 3, 4}
>>> 1 in st
True
>>> {1, 2} in st
False

 

    # 對字符串來說，不僅能夠檢查單個字符是否存在，還能檢查字串是否存在

>>> s = 'hello'
>>> 'hel' in s
True
>>> 'h' in s
True
>>> 'ho' in s
False

 

3，計算長度：len(container): 使用系統函數len( )返回容器內項的數量，對於字典來說，返回的就是鍵值對的個數

4，比較： max() /min()  以及  > < 的比較

• 最大元素和最小元素

        Python中提供了內置函數max()和min()，可用於找出容器中最大和最小的元素。

>>> max((8, 1, 3, 5))
8
>>> max([1, 8, 5, 10])
10
>>> min([1, 8, 5, 10])
1

有關max和min函數的使用，請轉看另外的博客，專門對這兩個內置函數進行詳細探討：

max(iterable,[,key=]) / min(iterable, [,key=])    

這兩個內置函數的使用中，我們要注意的是迭代對象的元素之間必須是能進行大小比較的，關於大小比較的討論下面將會進行討論。

 

• 容器對象之間> <的比較

        Python中不同類型的對象之間是無法進行比較的，跟整型，浮點型和複數之間的數字大小比較不同，容器類對象內包含不同的元素，它們之間就比較複雜。    

      首先說字符串str之間的比較，兩個字符串之間的比較，首先是第一個元素進行比較，比較的原則遵循ASCII碼值，如果比較出來大小，那麼將確定字符串的大小，如果第一個字符是相同的，那麼會接着比較第二個字符，如果一個字符串是另一個字符串的開頭，那麼較長的字符串爲較大的。

      元組之間進行比較：進行比較的時候也是先從第一個元素進行比較，比較出來結果之後，則後面的就不進行比較。

          注：兩個相互比較的元組之間，對應索引位置上的元素必須是同類型可比較的對象。否則會報錯

>>> (100,'a')>(101,)
False

>>> (100,'a')>(100,)
True

     列表和元組一樣，也是先從第一個元素開始進行比較，兩個列表中對應索引位置上元素都必須是同類型可比較的對象。

>>> [100, 'a']>[101]
False

>>> [100, 'a']<[100,'b']
True

上面說的是序列的大小比較操作，下面說一下剩下幾個容器類的數據類型的比較：

•  集合set之間的比較是判斷是否是子集，而不是比較其元素大小,大小關係就是集合之間父子集的關係

         兩個集合st1和st2 ,   表達式st1 < st2     當st1是st2的子集，  結果纔會是True

>>> {1, 3, 'a'} > {1, 3}
True
>>> {1, 3, 'a'} > {1, 3,'b'}
False
>>> {1, 3, 'a'} < {1, 3, 5,'a'}
True

• 字典dict之間是不能比較的