浅析Python语言自带的数据结构有哪些

Python作为一种脚本语言，其要求强制缩进，使其易读、美观，它的数据类型可以实现自动转换，而不需要像C、Java那样给变量定义数据类型，使其编写非常方便简单，所以广受大家的欢迎。

现如今，Python已经广泛的应用于数据分析、数据挖掘、机器学习等众多科学计算领域。所以既然涉及到科学计算，深入了解Python原生提供的数据结构是很有必要的，这样才能在数据的海洋中游刃有余、得心应手。本文便以此展开，做一个归纳整理，方便收藏。

Python

一、序列结构

首先介绍的数据结构是序列结构，所谓序列，也就是元素顺序是很重要的，不同元素顺序的序列是不同的序列。Python中含有六种内建的序列结构，分别是list、tuple、string、unicode、buffer、xrange。

1.1、list(列表)

list，列表是一种序列，可以看做是一种数组，但不同的于其它语言的是，Python列表中的元素可以是任何数据类型，诸如，数字、字符串等等。

下面为创建list结构的几种方式：

//1.通过中括号括起已知的元素创建list 
mylist = ['orange', 'apple', 1,2,3.14]; 
//2.通过中括号创建空list，然后用append()追加动态元素 
mylist = []; 
mylist.append('orange'); 
//3.通过list()方法创建空list 
mylist = list(); 

选取list元素的方法：

//通过中括号加下对应下标选取，下标从0开始，-1为倒数第一个元素，以此类推 
mylist[0]; 
mylist[-1]; 

切片是Python中序列结构独有的一种操作，意思是从序列中选取一个子序列，凡是序列均可切片，list是序列，所以list可以切片。切片方法：

//通过[begin:end]方式完成切片 
mylist = [1,2,3,4,5]; 
mylist[0:2]; //生成的序列为[1,2,3] 

list常用方法：

• list.append(x)，在列表的末尾添加一个元素。
• list.insert(i, x)，在给定的位置插入一个元素，第一个参数是要插入的元素的索引。
• list.remove(x)，移除列表中第一个值为 x 的元素，如果没有这样的元素，则抛出异常。
• list.clear()，删除列表中所有的元素。
• list.index(x)，返回列表中第一个值为 x 的元素的从零开始的索引，如果没有这样的元素，则抛出异常。
• list.count(x)，返回元素 x 在列表中出现的次数。
• list.reverse()，反转列表中的元素。
  

机器学习

1.2、tuple(元组)

tuple，元组和列表一样，都以看做是一种数组，元素可以是任何数据类型，甚至可以嵌套。唯一的区别是，元组内的元素一旦创建，是不可修改的，也不可追加。并且元组使用小括号创建，同样元组可切片，切片方法同list。

//1.通过小括号括起已知的元素创建tuple 
mytuple = (1, 3, 'hello!') 
//2.不可以用append()往tuple追加，因为tuple一旦创建，不可变更 

获取tuple中的元素：

//和列表一样，通过中括号加下对应下标选取，下标从0开始，-1为倒数第一个元素，以此类推 
mytuple[0]; 
mytuple[-1]; 

1.3、string，unicode，buffer，xrange

这四个也是序列，做科学计算由于不太常用，不做太多介绍。

string可以看成是少量单个字符构成的list，如：

mystring = 'orange'; 
mylist = ['o','r','a','n','g','e']; 

由于string也是序列，所以也可以切片，切片就当做单个字符构成的list切片即可，很多原理类似，不做过多介绍。

unicode和string类似，不过可以支持原生unicode编码的序列，如\\u4f60\\u597d。

buffer可以看成大量字符构成的list。

xrange可以看成纯数字构成的list。

科学计算

二、散列结构

所谓散列结构，区别于上述序列结构，散列结构中，元素顺序是不重要的，顺序不同的散列，还是同一个散列。散列结构有set、dict。

2.1、set(集合)

set，集合，集合是由不重复元素组成的无序的集，重点是不重复，和数学中的集合类似。无序是散列结构的特点，集合是一种散列结构，所以集合也有无序的特点。

创建set的方法：

//和list很类似，可对应参考 
//1.通过大括号括起已知的元素创建set 
myset = {'red','blue',2.71}; 
//2.通过set()方法创建空set，注意不能用{}创建空set，这样创建的是空dict 
//3.然后用add()添加动态元素，注意不是append 
myset = set(); 
myset.add('yellow'); 
Python的set集合可以支持并集，交集，差集，对称差等数学运算：

//创建集合a 
a = set('abracadabra'); 
//创建集合b 
b = set('alacazam'); 
------------------ 
print(a) 
//结果：{'a', 'r', 'b', 'c', 'd'} 
------------------ 
print(a - b); //差集 
//结果：{'r', 'd', 'b'} 
------------------ 
print(a | b); //并集 
//结果：{'a', 'c', 'r', 'd', 'b', 'm', 'z', 'l'} 
------------------ 
print(a & b); //交集 
//结果：{'a', 'c'} 
------------------ 
print(a ^ b); //对称差 
//结果：{'r', 'd', 'b', 'm', 'z', 'l'} 

set常用方法：

• set.remove(x)，移除集合中值为 x 的元素，如果没有这样的元素，则抛出异常。
• set.isdisjoint(set2)，判断两个集合是否包含相同的元素，如果没有返回 True，否则返回 False。
• set.issubset(set2)，判断集合set是否包含于set2
• set.issuperset(set2)，判断集合set是否包含set2，issubset与issuperset是一对互逆操作。

2.2、dict(字典)

dict，字典，字典由键值对组成，具有唯一性，可变性。字典是可变对象但字典的键的唯一的，是不可变对象。理解字典的最好方式，就是将它看做是一个 键 : 值对的集合。

创建dict的方法：

//1.通过大括号括起键值对创建dict 
mydict = {'name':'tom','age':'24'}; 
//2.通过dict()方法创建dict 
mydict = dict(name = 'tom',age = 24); 
//3.通过大括号创建空dict，然后通过中括号添加键值对 
mydict = {}; 
mydict['tel'] = '1300000000'; 

获取dict中的元素：

//需要已经知道键的名称，否则无法获取，除非遍历 
mydict.get('tel'); 

dict常用方法：

• dict.copy()，拷贝出一个新的字典。
• dict.setdefault({'sex':'man'})，有则查，无则增。
• dict.update({'sex':'male'})，有则改，无则增。
• dict.pop('tel')，指定删除，参数必须要有需要删除的键。
• dict.clear()，清空字典。
• dict.keys()，查询字典中所有的键。
• dict.values()，查询字典中所有的值。
• dict.items()，查询字典中所有的键值对。

以上即为Python自带的数据结构，共分为序列结构和散列结构两大类，序列结构有list、tuple、string、unicode、buffer、xrange，散列结构有set、dict。

总结