python----基础之数据类型（元祖,字典,集合）

元祖：

元祖的定义和特性

定义：列表已经介绍过，现在介绍一种与类表相似的类型，叫做元祖，只不过把[]改成()。

特性:

1.可以存放多个指

2.不可变

3.按照从左往右的顺序定义元祖的元素,下标从0开始依次顺序访问,有序

元祖的创建与常用类型

# 创建
>>> we = (11, 22, 33, 44, 55)
>>> we
(11, 22, 33, 44, 55)
>>> type(we)
<class 'tuple'>
>>> tuple((11,33,44))
(11, 33, 44)

常用操作

# 索引取值
>>> we
(11, 22, 33, 44, 55)
>>> we[0]
11
>>> we[-1]
55
>>> we[2]
33

# 遍历
>>> for k in we:
...     print(k)
...
11
22
33
44
55

len方法,切片,包含等方法与列表一样

元祖的特性：

1.可存放多个值

如果元祖中只有一个值

# 元祖中如果只存在一个值,要这样写
>>> a = (1)
>>> type(a) # 这样写,python默认判断为是一个int类型的
<class 'int'>
>>> a = (1,)
>>> type(a)  # 这样写,python才可以判断为是元祖类型
<class 'tuple'>

元祖中不仅可以可以存放数字,字符串,还可以存放更加复杂的数据类型.

2.不可变

元祖本身不可变,如果元祖中还包含其他可变的元素,这些可变的元素可以改变.

>>> a = (1,2,3,4,[5,6,7,8])
>>> a
(1, 2, 3, 4, [5, 6, 7, 8])
>>> a[2] = 9
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: 'tuple' object does not support item assignment
>>> a[4][0] = 9
>>> a
(1, 2, 3, 4, [9, 6, 7, 8])
>>> a[4][1] = 10
>>> a
(1, 2, 3, 4, [9, 10, 7, 8])
>>>

字典：

字典的定义与特性

字典是python语言中唯一的映射类型.

Python内置了字典：dict的支持，dict全称dictionary，在其他语言中也称为map，使用键-值（key-value）存储，具有极快的查找速度。

定义:

｛key1:value1,key2:value2｝

1.键与值之间用'：'隔开；

2.项与项之间用'，'隔开；

特性：

1.key-value结构

2.key必须科hash，且必须为不可变数据类型，必须唯一

3.可存放任意多个值，可修改，可以不唯一

4.无序

字典的创建与常见操作

字典的创建

>>> pep = {'name':'alex', 'age':18}
>>> pep
{'name': 'alex', 'age': 18}
>>> pep = dict(name='ike',age=18)
>>> pep
{'name': 'ike', 'age': 18}
>>> pep = dict({'name':'joke','age':5})
>>> pep
{'name': 'joke', 'age': 5}

>>> dic = {}.fromkeys(['k1','k2'],[])
>>> dic
{'k1': [], 'k2': []}
>>> dic['k1'].append(22)
>>> dic
{'k1': [22], 'k2': [22]}
>>> dic['k2'].append(220)

字典的常见操作

键、值、键值对
　　　　1、dic.keys() 返回一个包含字典所有KEY的列表；
　　　　2、dic.values() 返回一个包含字典所有value的列表；
　　　　3、dic.items() 返回一个包含所有（键，值）元祖的列表；
　　　　4、dic.iteritems()、dic.iterkeys()、dic.itervalues() 与它们对应的非迭代方法一样，不同的是它们返回一个迭代子，而不是一个列表；
新增
　　　　1、dic['new_key'] = 'new_value'；
　　　　2、dic.setdefault(key, None) ,如果字典中不存在Key键，由 dic[key] = default 为它赋值；_
删除
　　　　1、dic.pop(key[,default]) 和get方法相似。如果字典中存在key，删除并返回key对应的vuale；如果key不存在，且没有给出default的值，则引发keyerror异常；
　　　　2、dic.clear() 删除字典中的所有项或元素；    
修改
　　　　1、dic['key'] = 'new_value',如果key在字典中存在，'new_value'将会替代原来的value值；
　　　　2、dic.update(dic2) 将字典dic2的键值对添加到字典dic中
查看
　　　　1、dic['key']，返回字典中key对应的值，若key不存在字典中，则报错；
　　　　2、dict.get(key, default = None) 返回字典中key对应的值，若key不存在字典中，则返回default的值（default默认为None）
循环
　　　　1、for k in dic.keys()
　　　　2、for k,v in dic.items()
　　　　3、for k in dic
长度
　　　　1、len(dic)

给定一个名字，要查找对应的成绩，就先要在names中找到对应的位置，再从scores取出对应的成绩，list越长，耗时越长。

如果用dict实现，只需要一个“名字”-“成绩”的对照表，直接根据名字查找成绩，无论这个表有多大，查找速度都不会变慢。用Python写一个dict如下：

>>> d = {'Michael': 95, 'Bob': 75, 'Tracy': 85}
>>> d['Michael']
95

为什么dict查找速度这么快？因为dict的实现原理和查字典是一样的。假设字典包含了1万个汉字，我们要查某一个字，一个办法是把字典从第一页往后翻，直到找到我们想要的字为止，这种方法就是在list中查找元素的方法，list越大，查找越慢。

第二种方法是先在字典的索引表里（比如部首表）查这个字对应的页码，然后直接翻到该页，找到这个字。无论找哪个字，这种查找速度都非常快，不会随着字典大小的增加而变慢。

dict就是第二种实现方式，给定一个名字，比如'Michael'，dict在内部就可以直接计算出Michael对应的存放成绩的“页码”，也就是95这个数字存放的内存地址，直接取出来，所以速度非常快。

你可以猜到，这种key-value存储方式，在放进去的时候，必须根据key算出value的存放位置，这样，取的时候才能根据key直接拿到value。

把数据放入dict的方法，除了初始化时指定外，还可以通过key放入：

>>> d['Adam'] = 67
>>> d['Adam']
67

由于一个key只能对应一个value，所以，多次对一个key放入value，后面的值会把前面的值冲掉：

>>> d['Jack'] = 90
>>> d['Jack']
90
>>> d['Jack'] = 88
>>> d['Jack']
88

如果key不存在，dic就会报KeyError错误：

>>> d['Thomas']
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
KeyError: 'Thomas'

要避免key不存在的错误，有两种办法，一是通过in判断key是否存在：

>>> 'Thomas' in d
False

二是通过dict提供的get()方法，如果key不存在，可以返回None，或者自己指定的value：

>>> d.get('Thomas')
>>> d.get('Thomas', -1)
-1

注意：返回None的时候Python的交互环境不显示结果。

要删除一个key，用pop(key)方法，对应的value也会从dict中删除：

>>> d.pop('Bob')
75
>>> d
{'Michael': 95, 'Tracy': 85}

字典的工厂函数

class dict(object):
    """
    dict() -> new empty dictionary
    dict(mapping) -> new dictionary initialized from a mapping object's
        (key, value) pairs
    dict(iterable) -> new dictionary initialized as if via:
        d = {}
        for k, v in iterable:
            d[k] = v
    dict(**kwargs) -> new dictionary initialized with the name=value pairs
        in the keyword argument list.  For example:  dict(one=1, two=2)
    """
    def clear(self): # real signature unknown; restored from __doc__
        """ D.clear() -> None.  Remove all items from D. """
        pass

    def copy(self): # real signature unknown; restored from __doc__
        """ D.copy() -> a shallow copy of D """
        pass

    @staticmethod # known case
    def fromkeys(*args, **kwargs): # real signature unknown
        """ Returns a new dict with keys from iterable and values equal to value. """
        pass

    def get(self, k, d=None): # real signature unknown; restored from __doc__
        """ D.get(k[,d]) -> D[k] if k in D, else d.  d defaults to None. """
        pass

    def items(self): # real signature unknown; restored from __doc__
        """ D.items() -> a set-like object providing a view on D's items """
        pass

    def keys(self): # real signature unknown; restored from __doc__
        """ D.keys() -> a set-like object providing a view on D's keys """
        pass

    def pop(self, k, d=None): # real signature unknown; restored from __doc__
        """
        D.pop(k[,d]) -> v, remove specified key and return the corresponding value.
        If key is not found, d is returned if given, otherwise KeyError is raised
        """
        pass

    def popitem(self): # real signature unknown; restored from __doc__
        """
        D.popitem() -> (k, v), remove and return some (key, value) pair as a
        2-tuple; but raise KeyError if D is empty.
        """
        pass

    def setdefault(self, k, d=None): # real signature unknown; restored from __doc__
        """ D.setdefault(k[,d]) -> D.get(k,d), also set D[k]=d if k not in D """
        pass

    def update(self, E=None, **F): # known special case of dict.update
        """
        D.update([E, ]**F) -> None.  Update D from dict/iterable E and F.
        If E is present and has a .keys() method, then does:  for k in E: D[k] = E[k]
        If E is present and lacks a .keys() method, then does:  for k, v in E: D[k] = v
        In either case, this is followed by: for k in F:  D[k] = F[k]
        """
        pass

    def values(self): # real signature unknown; restored from __doc__
        """ D.values() -> an object providing a view on D's values """
        pass

请务必注意，dict内部存放的顺序和key放入的顺序是没有关系的。

和list比较，dict有以下几个特点：

1. 查找和插入的速度极快，不会随着key的增加而变慢；
2. 需要占用大量的内存，内存浪费多。

而list相反：

1. 查找和插入的时间随着元素的增加而增加；
2. 占用空间小，浪费内存很少。

所以，dict是用空间来换取时间的一种方法。

dict可以用在需要高速查找的很多地方，在Python代码中几乎无处不在，正确使用dict非常重要，需要牢记的第一条就是dict的key必须是不可变对象。

这是因为dict根据key来计算value的存储位置，如果每次计算相同的key得出的结果不同，那dict内部就完全混乱了。这个通过key计算位置的算法称为哈希算法（Hash）。

要保证hash的正确性，作为key的对象就不能变。在Python中，字符串、整数等都是不可变的，因此，可以放心地作为key。而list是可变的，就不能作为key：

>>> key = [1, 2, 3]
>>> d[key] = 'a list'
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: unhashable type: 'list'

集合：

认识集合

集合是一个数学概念：由一个或多个确定的元素所构成的整体叫做集合。

集合中的元素有三个特征：

1.确定性,(元素必须科hash)

2.互异性(去重)

3.无序性(集合中的元素没有先后之分),比如:{123},{213}算作是一个集合

注意:集合存在的意义就在于去重和关系运算，有自动过滤的功能

集合解决的问题

>>> w = {'张三','李四','王五','joker'}  # 定义一个集合
>>> e = {'张三','李四','王五','janny'}
>>> we = w&e
>>> we
{'李四', '张三', '王五'}

集合的定义

l= {1,2,3,1}  # 此处应说明集合“去重”的效果
# 定义可变集合
>>> set_test=set('hello')  # 此处应说明集合的“无序性”
>>> set_test
{'l', 'o', 'e', 'h'}
# 改为不可变集合frozenset
>>> f_set_test=frozenset(set_test)
>>> f_set_test
frozenset({'l', 'e', 'h', 'o'})

集合的关系运算

交集:&或intersection

>>> w = {'张三','李四','王五','joker'}  # 定义一个集合
>>> e = {'张三','李四','王五','janny'}
>>> we = w&e
>>> we
{'李四', '张三', '王五'}

并集:|或union

>>> a = {'张三','李四','janny'}
>>> b = {'张三','李四','joker'}
>>> a.union(b)
{'janny', '张三', '李四', 'joker'}
>>> print(a|b)
{'janny', '张三', '李四', 'joker'}

差集:-或difference

>>> a = {'张三','李四','janny'}
>>> b = {'张三','李四','joker'}
>>> a
{'张三', '李四', 'janny'}
>>> b
{'张三', '李四', 'joker'}
>>> a.difference(b)
{'janny'}

>>> a
{'张三', '李四', 'janny'}
>>> b
{'张三', '李四', 'joker'}
>>> print(b-a)
{'joker'}

对称差集:^或symmetric_difference

>>> a = {1,2,3,4}
>>> b={1,2,3,4,5,6}
>>> a.symmetric_difference(b)
{5, 6}
>>> a^b
{5, 6}

包含关系:

1、in,not in：判断某元素是否在集合内

2、==,!=:判断两个集合是否相等

两个集合之间一般有三种关系，相交、包含、不相交。在Python中分别用下面的方法判断：

• set.isdisjoint(s)：判断两个集合是不是不相交
• set.issuperset(s)：判断集合是不是包含其他集合，等同于a>=b
• set.issubset(s)：判断集合是不是被其他集合包含，等同于a<=b

集合的常用操作

元素的增加

单个元素的增加 : add()，add的作用类似列表中的append

对序列的增加 : update()，而update类似extend方法，update方法可以支持同时传入多个参数：

>>> a = {1,2}
>>> a.update([3,4],[5,6,8,7])
>>> a
{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}
>>> a.update('hello')
>>> a
{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 'l', 'h', 'e', 'o'}
>>> a
{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 'l', 'h', 'e', 'o'}
>>> a.add('hello')
>>> a
{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 'l', 'h', 'e', 'hello', 'o'}

元素的删除

集合删除单个元素有两种方法：

元素不在原集合中时：

set.discard(x)不会抛出异常

set.remove(x)会抛出KeyError错误

>>> a = {1,2,3,45,6}
>>> a.discard(1)
>>> a
{2, 3, 6, 45}
>>> a.discard(1)
>>> a
{2, 3, 6, 45}
>>> a.remove(3)
>>> a.remove(3)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
KeyError: 3

pop()：由于集合是无序的，pop返回的结果不能确定，且当集合为空时调用pop会抛出KeyError错误，

clear():清空集合

>>> a={3,"a",2.1,11,2,3,4,5}
>>> a
{2, 3, 'a', 4, 5, 11, 2.1}
>>> a.pop()
2
>>> a.pop()
3
>>> a.pop()
'a'
>>> a.pop()
4
>>> a
{5, 11, 2.1}
>>> a.clear()
>>> a
set()
>>> a.pop()
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
KeyError: 'pop from an empty set'

集合的工厂函数

class set(object):
    """
    set() -> new empty set object
    set(iterable) -> new set object

    Build an unordered collection of unique elements.
    """
    def add(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
        """
        Add an element to a set.

        This has no effect if the element is already present.
        """
        pass

    def clear(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
        """ Remove all elements from this set. """
        pass

    def copy(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
        """ Return a shallow copy of a set. """
        pass

    def difference(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
        """
        相当于s1-s2

        Return the difference of two or more sets as a new set.

        (i.e. all elements that are in this set but not the others.)
        """
        pass

    def difference_update(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
        """ Remove all elements of another set from this set. """
        pass

    def discard(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
        """
        与remove功能相同，删除元素不存在时不会抛出异常

        Remove an element from a set if it is a member.

        If the element is not a member, do nothing.
        """
        pass

    def intersection(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
        """
        相当于s1&s2

        Return the intersection of two sets as a new set.

        (i.e. all elements that are in both sets.)
        """
        pass

    def intersection_update(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
        """ Update a set with the intersection of itself and another. """
        pass

    def isdisjoint(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
        """ Return True if two sets have a null intersection. """
        pass

    def issubset(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
        """ 
        相当于s1<=s2

        Report whether another set contains this set. """
        pass

    def issuperset(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
        """
        相当于s1>=s2

         Report whether this set contains another set. """
        pass

    def pop(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
        """
        Remove and return an arbitrary set element.
        Raises KeyError if the set is empty.
        """
        pass

    def remove(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
        """
        Remove an element from a set; it must be a member.

        If the element is not a member, raise a KeyError.
        """
        pass

    def symmetric_difference(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
        """
        相当于s1^s2

        Return the symmetric difference of two sets as a new set.

        (i.e. all elements that are in exactly one of the sets.)
        """
        pass

    def symmetric_difference_update(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
        """ Update a set with the symmetric difference of itself and another. """
        pass

    def union(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
        """
        相当于s1|s2

        Return the union of sets as a new set.

        (i.e. all elements that are in either set.)
        """
        pass

    def update(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
        """ Update a set with the union of itself and others. """
        pass

总结：本文介绍了元祖，字典，集合的定义、特性、常用操作以及各自的内置方法。