[Python] estrutura de dados básica: lista - tupla - dicionário - conjunto

1. Breve introdução

O Python fornece uma variedade de estruturas de dados integradas, incluindo listas ( List), tuplas ( Tuple) e dicionários ( Dictionary). Essas estruturas de dados são amplamente utilizadas na programação Python, mas cada uma tem suas próprias características e cenários aplicáveis.

• Uma lista é uma coleção ordenada na qual os elementos podem ser adicionados e removidos a qualquer momento. As listas são mutáveis, ou seja, você pode modificar os elementos e o tamanho da lista. Os elementos de uma lista podem ser de qualquer tipo, incluindo números, strings, booleanos e até mesmo outras listas. As listas costumam ser usadas para armazenar coleções ordenadas de elementos, como uma coluna de números ou um conjunto de nomes.

• As tuplas são muito parecidas com as listas, mas as tuplas são imutáveis, ou seja, você não pode modificar os elementos e o tamanho da tupla. Isso torna as tuplas mais seguras do que as listas, porque você pode ter certeza de que os elementos da tupla não serão alterados durante a execução do programa. As tuplas costumam ser usadas para armazenar conjuntos de dados que não devem ser alterados, como data ou latitude e longitude de uma localização geográfica.

• Um dicionário é uma coleção não ordenada que armazena pares chave-valor. As chaves de um dicionário devem ser únicas, enquanto os valores podem ser de qualquer tipo. Os dicionários são mutáveis, ou seja, você pode adicionar, remover e modificar os pares chave-valor do dicionário. Os dicionários costumam ser usados ​​para armazenar e procurar pares chave-valor, como uma lista telefônica ou uma contagem de palavras. (tabela hash)

• Um conjunto é uma coleção desordenada e não repetitiva de elementos. A funcionalidade básica inclui testes de relacionamento e eliminação de elementos duplicados. Objetos de coleção também suportam operações matemáticas como união (união), interseção (interseção), diferença (diferença) e diferença simétrica (conjunto de diferenças simétricas) .

comparado

• Tanto as listas quanto as tuplas são coleções ordenadas , a principal diferença entre elas é que as listas são mutáveis ​​enquanto as tuplas são imutáveis . Isso significa que se você precisa de uma coleção onde os elementos podem ser adicionados, removidos e modificados a qualquer momento, você deve usar uma lista; se você precisa de uma coleção que não pode ser alterada depois de criada, você deve usar uma tupla.

• A principal diferença entre dicionários, listas e tuplas é que os dicionários não são ordenados e armazenam pares chave-valor em vez de elementos individuais. Isso torna os dicionários úteis ao trabalhar com dados que requerem pares chave-valor , como ao procurar elementos, que geralmente são mais rápidos do que listas e tuplas.

• A principal diferença entre conjuntos e listas, tuplas e dicionários é que conjuntos são conjuntos de elementos não ordenados e não repetidos . Isso torna as coleções úteis quando a exclusividade dos elementos é necessária e as operações de coleção, como ao procurar um elemento, geralmente são mais rápidas do que as listas.
  

2. Listar detalhes em Python

Uma lista (List) em Python é uma estrutura de dados comumente usada que pode armazenar uma série de elementos ordenados. As listas são mutáveis, o que significa que você pode adicionar, remover ou alterar seus elementos depois de criá-los. Os elementos em uma lista podem ser de qualquer tipo, incluindo números, strings, booleanos e até mesmo outras listas.

2.1 Criar lista

Criar uma lista é tão simples quanto colocar os elementos []entre colchetes e ,separá-los com vírgulas. Por exemplo:

my_list = [1, 2, 3, 'apple', 'banana', True]

No exemplo acima, my_listé uma lista de três inteiros, duas strings e um booleano.

2.2 Acessando elementos da lista

Você pode acessar elementos em uma lista por índice. Em Python, a indexação começa em 0. Por exemplo, para acessar o primeiro elemento da lista acima, você faria:

first_item = my_list[0]  # first_item 现在是 1

Você também pode usar índices negativos para acessar elementos do final da lista. Por exemplo, my_list[-1]retornará o último elemento da lista.

2.3 Modificar elementos da lista

Como as listas são mutáveis, você pode modificar os elementos da lista por índice. Por exemplo:

my_list[0] = 'orange'  # my_list 现在是 ['orange', 2, 3, 'apple', 'banana', True]

2.4 Segmentação de lista

O fatiamento é uma maneira de obter um subconjunto de uma lista. Você pode obter uma nova lista especificando o índice inicial e o índice final. Por exemplo:

sub_list = my_list[1:4]  # sub_list 现在是 [2, 3, 'apple']

Observe que o fatiamento é esquerdo-fechado-direito, ou seja, a nova lista retornada contém o elemento no índice inicial, mas não no índice final.

2.5 Listar métodos

A lista do Python fornece muitos métodos, como append(), insert(), remove(), pop()e sort()assim por diante. Esses métodos permitem que você manipule listas de maneira mais conveniente.

Por exemplo, append()um método pode adicionar um novo elemento ao final da lista:

my_list.append('grape')  # my_list 现在是 ['orange', 2, 3, 'apple', 'banana', True, 'grape']

remove()método para excluir elementos específicos na lista:

my_list.remove('banana')  # my_list 现在是 ['orange', 2, 3, 'apple', True, 'grape']

2.6 Compreensões de lista

As compreensões de lista são uma maneira concisa de criar listas em Python. Ele pode gerar uma nova lista com uma linha de código. Por exemplo, o código a seguir gera uma lista de quadrados de 1 a 10:

squares = [x**2 for x in range(1, 11)]  # squares 是 [1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]

3. Explicação detalhada de tuplas em Python

Tupla em Python é uma estrutura de dados comumente usada que pode armazenar uma série de elementos ordenados. As tuplas são muito semelhantes às listas, mas com uma diferença fundamental: as tuplas são imutáveis, o que significa que você não pode adicionar, remover ou alterar seus elementos depois de criados. Os elementos em uma tupla podem ser de qualquer tipo, incluindo números, strings, booleanos ou até mesmo outras tuplas ou listas.

3.1 Criar tuplas

Criar uma tupla é tão simples quanto colocar os elementos ()entre parênteses e ,separá-los com vírgulas. Por exemplo:

my_tuple = (1, 2, 3, 'apple', 'banana', True)

No exemplo acima, my_tupleé uma tupla contendo três inteiros, duas strings e um booleano.

Observe que, se você estiver criando uma tupla com apenas um elemento, precisará adicionar uma vírgula após o elemento, por exemplo my_tuple = (1,), .

3.2 Acessando elementos de tupla

Você pode acessar elementos em uma tupla por índice. Em Python, a indexação começa em 0. Por exemplo, para acessar o primeiro elemento na tupla acima, você poderia fazer:

first_item = my_tuple[0]  # first_item 现在是 1

Você também pode usar índices negativos para acessar elementos do final da tupla. Por exemplo, my_tuple[-1]retornará o último elemento da tupla.

3.3 Tuplas são imutáveis

Depois que uma tupla é criada, você não pode alterar seus elementos ou tamanho. Isso significa que você não pode adicionar, remover ou modificar elementos de uma tupla como uma lista. O Python gerará um erro se você tentar fazer isso.

my_tuple[0] = 'orange'  # 这将引发错误

Embora as próprias tuplas sejam imutáveis, se os elementos na tupla forem mutáveis ​​(como uma lista), você poderá modificar esses elementos.

3.4 Fatiamento de Tuplas

O fatiamento é uma maneira de obter um subconjunto de tuplas. Você pode obter uma nova tupla especificando o índice inicial e o índice final. Por exemplo:

sub_tuple = my_tuple[1:4]  # sub_tuple 现在是 (2, 3, 'apple')

Observe que as fatias são esquerda-fechadas-direita, ou seja, a nova tupla retornada contém o elemento no índice inicial, mas não no índice final.

3.5 Métodos de tupla

Como as tuplas são imutáveis, elas têm menos métodos que as listas. A tupla do Python fornece apenas dois métodos: count()e index(). count()o método é usado para contar o número de elementos específicos na tupla e index()o método é usado para encontrar o índice da primeira ocorrência de um elemento específico na tupla.

my_tuple = (1, 2, 3, 2, 2, 4)
count = my_tuple.count(2)  # count 现在是 3
index = my_tuple.index(2)  # index 现在是 1

4. Explicação detalhada dos dicionários em Python

Um dicionário em Python é uma estrutura de dados muito importante que armazena pares chave-valor. Os dicionários são mutáveis, o que significa que você pode adicionar, remover ou alterar seus pares de valores-chave após a criação do dicionário. As chaves e valores de um dicionário podem ser de qualquer tipo, incluindo números, strings, booleanos ou até mesmo outros dicionários ou listas.

4.1 Crie um dicionário

Criar um dicionário é tão simples quanto colocar pares chave-valor {}entre chaves e ,separá-los com vírgulas. A chave e o valor em cada par chave-valor são :separados por dois pontos. Por exemplo:

my_dict = {
    
    'name': 'Alice', 'age': 20, 'is_student': True}

No exemplo acima, my_dicté um dicionário contendo três pares chave-valor.

4.2 Acessando elementos do dicionário

Você pode acessar os valores no dicionário por chave. Por exemplo, para acessar o valor correspondente à chave 'name' no dicionário acima, você poderia fazer:

name = my_dict['name']  # name 现在是 'Alice'

O Python lançará se você tentar acessar uma chave que não existe no dicionário KeyError. Para evitar esse tipo de erro, você pode usar get()métodos para acessar os valores no dicionário, e se a chave não existir, get()o método retornará Noneou o valor padrão que você especificar.

city = my_dict.get('city', 'New York')  # city 现在是 'New York'

4.3 Modificar elementos do dicionário

Você pode modificar os valores no dicionário por chave. Por exemplo:

my_dict['age'] = 21  # my_dict 现在是 {'name': 'Alice', 'age': 21, 'is_student': True}

Você também pode usar update()métodos para atualizar vários pares chave-valor em um dicionário de uma só vez.

my_dict.update({
    
    'age': 22, 'city': 'London'})  # my_dict 现在是 {'name': 'Alice', 'age': 22, 'is_student': True, 'city': 'London'}

4.4 Métodos de dicionário

O dicionário do Python fornece muitos métodos, como keys(), values(), items(), pop()e clear()assim por diante. Esses métodos permitem que você manipule dicionários de forma mais conveniente.

Por exemplo, keys()um método pode retornar todas as chaves de um dicionário, values()um método pode retornar todos os valores de um dicionário e items()um método pode retornar todos os pares chave-valor de um dicionário:

keys = my_dict.keys()  # keys 现在是 dict_keys(['name', 'age', 'is_student', 'city'])
values = my_dict.values()  # values 现在是 dict_values(['Alice', 22, True, 'London'])
items = my_dict.items()  # items 现在是 dict_items([('name', 'Alice'), ('age', 22), ('is_student', True), ('city', 'London')])

pop()O método pode deletar e retornar o valor de uma chave específica no dicionário, e clear()o método pode esvaziar o dicionário:

age = my_dict.pop('age')  # age 现在是 22，my_dict 现在是 {'name': 'Alice', 'is_student': True, 'city': 'London'}
my_dict.clear()  # my_dict 现在是 {}

5. Explicação detalhada das coleções em Python

Um conjunto (Set) em Python é uma estrutura de dados exclusiva que fornece uma maneira eficiente de lidar com exclusividade de dados e operações de conjunto. Uma coleção é um conjunto desordenado e não repetitivo de elementos, o que significa que os elementos da coleção são exclusivos e a ordem de inserção não é garantida.

5.1 Criar uma coleção

Criar uma coleção é tão simples quanto colocar os elementos {}entre chaves e ,separá-los com vírgulas. Por exemplo:

my_set = {
    
    1, 2, 3, 'apple', 'banana', True}

No exemplo acima, my_seté um conjunto contendo três inteiros, duas strings e um booleano.

Observe que, se você deseja criar uma coleção vazia, precisa usar set()uma função, não chaves vazias, porque chaves vazias {}representam um dicionário vazio em Python.

empty_set = set()  # 创建一个空集合

5.2 Operações básicas em coleções

As coleções fornecem uma série de operações básicas, incluindo adicionar elementos, remover elementos e verificar se um elemento existe.

my_set = {
    
    1, 2, 3}

my_set.add(4)  # my_set 现在是 {1, 2, 3, 4}
my_set.remove(1)  # my_set 现在是 {2, 3, 4}
print(2 in my_set)  # 输出 True

5.3 Operações matemáticas em conjuntos

Os conjuntos oferecem suporte a algumas operações matemáticas comuns, como união, interseção, diferença e diferença simétrica.

set1 = {
    
    1, 2, 3, 4}
set2 = {
    
    3, 4, 5, 6}

print(set1.union(set2))  # 输出 {1, 2, 3, 4, 5, 6}
print(set1.intersection(set2))  # 输出 {3, 4}
print(set1.difference(set2))  # 输出 {1, 2}
print(set1.symmetric_difference(set2))  # 输出 {1, 2, 5, 6}

5.4 Aplicações de Conjuntos

Como os elementos em um conjunto são únicos, os conjuntos geralmente são usados ​​para remover elementos duplicados em listas.

my_list = [1, 2, 2, 3, 3, 3]
my_set = set(my_list)  # my_set 现在是 {1, 2, 3}

Os conjuntos também são frequentemente usados ​​em testes de associação, pois localizar um elemento em um conjunto geralmente é mais rápido do que procurar um elemento em uma lista.

my_set = {
    
    1, 2, 3, 4, 5}
print(3 in my_set)  # 输出 True

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Escreva te amo para sempre no final do poema ~