Python常用數據結構是什么

這篇文章主要介紹“Python常用數據結構是什么”，在日常操作中，相信很多人在Python常用數據結構是什么問題上存在疑惑，小編查閱了各式資料，整理出簡單好用的操作方法，希望對大家解答”Python常用數據結構是什么”的疑惑有所幫助！接下來，請跟著小編一起來學習吧！

例如，我們要保存一個人的信息，包括姓名、年齡、體重、單位地址、家庭住址、本人手機號、緊急聯系人手機號等信息，你會發現我們之前學過的列表、元組和集合都不是最理想的選擇。

person1 = ['王大錘', 
55, 
60, 
'科華北路62號', 
'中同仁路8號', 
'13122334455', 
'13800998877']
person2 = ('王大錘', 
55, 
60, 
'科華北路62號', 
'中同仁路8號', 
'13122334455', 
'13800998877')
person3 = {'王大錘', 
55, 
60, 
'科華北路62號', 
'中同仁路8號', 
'13122334455', 
'13800998877'}

集合肯定是最不合適的，因為集合有去重特性，如果一個人的年齡和體重相同，那么集合中就會少一項信息；同理，如果這個人的家庭住址和單位地址是相同的，那么集合中又會少一項信息。另一方面，雖然列表和元組可以把一個人的所有信息都保存下來，但是當你想要獲取這個人的手機號時，你得先知道他的手機號是列表或元組中的第6個還是第7個元素；當你想獲取一個人的家庭住址時，你還得知道家庭住址是列表或元組中的第幾項。總之，在遇到上述的場景時，列表、元組、字典都不是最合適的選擇，我們還需字典（dictionary）類型，這種數據類型最適合把相關聯的信息組裝到一起，并且可以幫助我們解決程序中為真實事物建模的問題。

說到字典這個詞，大家一定不陌生，讀小學的時候每個人基本上都有一本《新華字典》，如下圖所示。

Python程序中的字典跟現實生活中的字典很像，它以鍵值對（鍵和值的組合）的方式把數據組織到一起，我們可以通過鍵找到與之對應的值并進行操作。就像《新華字典》中，每個字（鍵）都有與它對應的解釋（值）一樣，每個字和它的解釋合在一起就是字典中的一個條目，而字典中通常包含了很多個這樣的條目。

創建和使用字典

在Python中創建字典可以使用{}字面量語法，這一點跟上一節課講的集合是一樣的。但是字典的{}中的元素是以鍵值對的形式存在的，每個元素由:分隔的兩個值構成，:前面是鍵，:后面是值，代碼如下所示。

xinhua = {
    '麓': 
'山腳下', 
'路': 
'道，往來通行的地方；方面，地區：南～貨，外～貨；種類：他倆是一～人',
    '蕗': 
'甘草的別名', 
'潞': 
'潞水，水名，即今山西省的濁漳河；潞江，水名，即云南省的怒江'
}
print(xinhua)
person = {
    'name': 
'王大錘', 
'age': 55, 
'weight': 60, 
'office': 
'科華北路62號', 

    'home': 
'中同仁路8號', 
'tel': 
'13122334455', 
'econtact': 
'13800998877'
}
print(person)

通過上面的代碼，相信大家已經看出來了，用字典來保存一個人的信息遠遠優于使用列表或元組，因為我們可以用:前面的鍵來表示條目的含義，而:后面就是這個條目所對應的值。

當然，如果愿意，我們也可以使用內置函數dict或者是字典的生成式語法來創建字典，代碼如下所示。

# dict函數(構造器)中的每一組參數就是字典中的一組鍵值對
person = dict(name='王大錘', age=55, weight=60, home='中同仁路8號')
print(person)    # {'name': 
'王大錘', 
'age': 
55, 
'weight': 
60, 
'home': 
'中同仁路8號'}

# 可以通過Python內置函數zip壓縮兩個序列并創建字典
items1 = dict(zip('ABCDE', 
'12345'))
print(items1)    # {'A': 
'1', 
'B': 
'2', 
'C': 
'3', 
'D': 
'4', 
'E': 
'5'}
items2 = dict(zip('ABCDE', 
range(1, 
10)))
print(items2)    # {'A': 
1, 
'B': 
2, 
'C': 
3, 
'D': 
4, 
'E': 
5}

# 用字典生成式語法創建字典
items3 = {x: x ** 
3 for x in 
range(1, 
6)}
print(items3)     # {1: 
1, 
2: 
8, 
3: 
27, 
4: 
64, 
5: 
125}

想知道字典中一共有多少組鍵值對，仍然是使用len函數；如果想對字典進行遍歷，可以用for循環，但是需要注意，for循環只是對字典的鍵進行了遍歷，不過沒關系，在講完字典的運算后，我們可以通過字典的鍵獲取到和這個鍵對應的值。

person = {'name': 
'王大錘', 
'age': 
55, 
'weight': 
60, 
'office': 
'科華北路62號'}
print(len(person))    # 
4
for key in person:
    print(key)

字典的運算

對于字典類型來說，成員運算和索引運算肯定是最為重要的，前者可以判定指定的鍵在不在字典中，后者可以通過鍵獲取對應的值或者向字典中加入新的鍵值對。值得注意的是，字典的索引不同于列表的索引，列表中的元素因為有屬于自己有序號，所以列表的索引是一個整數；字典中因為保存的是鍵值對，所以字典的索引是鍵值對中的鍵，通過索引操作可以修改原來的值或者向字典中存入新的鍵值對。需要特別提醒大家注意的是，字典中的鍵必須是不可變類型，例如整數（int）、浮點數（float）、字符串（str）、元組（tuple）等類型的值；顯然，列表（list）和集合（set）是不能作為字典中的鍵的，當然字典類型本身也不能再作為字典中的鍵，因為字典也是可變類型，但是字典可以作為字典中的值。關于可變類型不能作為字典中的鍵的原因，我們在后面的課程中再為大家詳細說明。這里，我們先看看下面的代碼，了解一下字典的成員運算和索引運算。

person = {'name': 
'王大錘', 
'age': 
55, 
'weight': 
60, 
'office': 
'科華北路62號'}
# 檢查name和tel兩個鍵在不在person字典中
print('name' in person, 
'tel' in person)    # True False
# 通過age修將person字典中對應的值修改為25
if 
'age' in person:
    person['age'] = 
25
# 通過索引操作向person字典中存入新的鍵值對
person['tel'] = 
'13122334455'
person['signature'] = 
'你的男朋友是一個蓋世垃圾，他會踏著五彩祥云去贏取你的閨蜜'
print('name' in person, 
'tel' in person)    # True True
# 檢查person字典中鍵值對的數量
print(len(person))    # 
6
# 對字典的鍵進行循環并通索引運算獲取鍵對應的值
for key in person:
    print(f'{key}: {person[key]}')

需要注意，在通過索引運算獲取字典中的值時，如指定的鍵沒有在字典中，將會引發KeyError異常。

字典的方法

字典類型的方法基本上都跟字典的鍵值對操作相關，可以通過下面的例子來了解這些方法的使用。例如，我們要用一個字典來保存學生的信息，我們可以使用學生的學號作為字典中的鍵，通過學號做索引運算就可以得到對應的學生；我們可以把字典中鍵對應的值也做成一個字典，這樣就可以用多組鍵值對分別存儲學生的姓名、性別、年齡、籍貫等信息，代碼如下所示。

# 字典中的值又是一個字典(嵌套的字典)
students = {
    1001: {'name': 
'狄仁杰', 
'sex': True, 
'age': 
22, 
'place': 
'山西大同'},
    1002: {'name': 
'白元芳', 
'sex': True, 
'age': 
23, 
'place': 
'河北保定'},
    1003: {'name': 
'武則天', 
'sex': False, 
'age': 
20, 
'place': 
'四川廣元'}
}

# 使用get方法通過鍵獲取對應的值，如果取不到不會引發KeyError異常而是返回None或設定的默認值
print(students.get(1002))    # {'name': 
'白元芳', 
'sex': True, 
'age': 
23, 
'place': 
'河北保定'}
print(students.get(1005))    # None
print(students.get(1005, {'name': 
'無名氏'}))    # {'name': 
'無名氏'}

# 獲取字典中所有的鍵
print(students.keys())      # dict_keys([1001, 
1002, 
1003])
# 獲取字典中所有的值
print(students.values())    # dict_values([{...}, {...}, {...}])
# 獲取字典中所有的鍵值對
print(students.items())     # dict_items([(1001, {...}), (1002, {....}), (1003, {...})])
# 對字典中所有的鍵值對進行循環遍歷
for key, value in students.items():
    print(key, 
'--->', value)

# 使用pop方法通過鍵刪除對應的鍵值對并返回該值
stu1 = students.pop(1002)
print(stu1)             # {'name': 
'白元芳', 
'sex': True, 
'age': 
23, 
'place': 
'河北保定'}
print(len(students))    # 
2
# stu2 = students.pop(1005)    # KeyError: 
1005
stu2 = students.pop(1005, {})
print(stu2)             # {}

# 使用popitem方法刪除字典中最后一組鍵值對并返回對應的二元組
# 如果字典中沒有元素，調用該方法將引發KeyError異常
key, value = students.popitem()
print(key, value)    # 
1003 {'name': 
'武則天', 
'sex': False, 
'age': 
20, 
'place': 
'四川廣元'}

# setdefault可以更新字典中的鍵對應的值或向字典中存入新的鍵值對
# setdefault方法的第一個參數是鍵，第二個參數是鍵對應的值
# 如果這個鍵在字典中存在，更新這個鍵之后會返回原來與這個鍵對應的值
# 如果這個鍵在字典中不存在，方法將返回第二個參數的值，默認為None
result = students.setdefault(1005, {'name': 
'方啟鶴', 
'sex': True})
print(result)        # {'name': 
'方啟鶴', 
'sex': True}
print(students)      # {1001: {...}, 
1005: {...}}

# 使用update更新字典元素，相同的鍵會用新值覆蓋掉舊值，不同的鍵會添加到字典中
others = {
    1005: {'name': 
'喬峰', 
'sex': True, 
'age': 
32, 
'place': 
'北京大興'},
    1010: {'name': 
'王語嫣', 
'sex': False, 
'age': 
19},
    1008: {'name': 
'鐘靈', 
'sex': False}
}
students.update(others)
print(students)      # {1001: {...}, 
1005: {...}, 
1010: {...}, 
1008: {...}}

跟列表一樣，從字典中刪除元素也可以使用del關鍵字，在刪除元素的時候如果指定的鍵索引不到對應的值，一樣會引發KeyError異常，具體的做法如下所示。

person = {'name': 
'王大錘', 
'age': 
25, 
'sex': True}
del person['age']
print(person)    # {'name': 
'王大錘', 
'sex': True}

字典的應用

我們通過幾個簡單的例子來講解字典的應用。

例子1：輸入一段話，統計每個英文字母出現的次數。

sentence = input('請輸入一段話: ')
counter = {}
for ch 
in sentence:
    if 'A' <= ch <= 
'Z' or 'a' <= ch <= 
'z':
        counter[ch] = counter.get(ch, 
0) + 
1
for key, value 
in counter.items():
    print(f'字母{key}出現了{value}次.')

例子2：在一個字典中保存了股票的代碼和價格，找出股價大于100元的股票并創建一個新的字典。

說明：可以用字典的生成式語法來創建這個新字典。

stocks = {
    'AAPL': 191.88,
    'GOOG': 1186.96,
    'IBM': 149.24,
    'ORCL': 48.44,
    'ACN': 166.89,
    'FB': 208.09,
    'SYMC': 21.29
}
stocks2 = {key: value for key, value in stocks.items() if value > 100}
print(stocks2)

到此，關于“Python常用數據結構是什么”的學習就結束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實踐的搭配能更好的幫助大家學習，快去試試吧！若想繼續學習更多相關知識，請繼續關注億速云網站，小編會繼續努力為大家帶來更多實用的文章！