Python 数据结构综合指南

数据结构是 Python 编程中必不可少的组成部分，提供各种存储、组织和操作数据的方法。本指南将探讨 Python 中的主要数据结构，包括列表、元组、集合和字典，并提供如何有效使用它们的实例。

Python 列表

列表是可变序列，可以存储项目集合。它们使用方括号定义，可以包含不同类型的元素。

• 创建： 使用方括号创建列表，元素之间用逗号分隔。
• 访问： 可以使用从零开始的索引访问列表中的项目。
• 操作： 列表支持各种方法，如 append()、remove() 和 sort()。

# Creating a list
my_list = [1, 2, 3, 4, 5]

# Accessing an element
print(my_list[0])  # Output: 1

# Adding an element
my_list.append(6)

# Removing an element
my_list.remove(3)

# Sorting the list
my_list.sort()

Python 元组

元组是不可变序列，这意味着其内容在创建后无法更改。它们使用括号定义。

• 创建： 使用括号创建元组，元素之间用逗号分隔。
• 访问： 与列表一样，元素通过索引来访问。
• 用例： 元组通常用于固定项目的集合或作为字典中的键。

# Creating a tuple
my_tuple = (1, 2, 3, 4, 5)

# Accessing an element
print(my_tuple[0])  # Output: 1

# Tuples are immutable, so the following would raise an error
# my_tuple[0] = 10

Python 集合

集合是唯一元素的无序集合。它们使用花括号定义，可用于涉及成员资格测试和集合运算的操作。

• 创建： 使用花括号或 set() 构造函数创建集合。
• 操作： 设置支持并集、交集和差集等操作。
• 唯一性： 设置自动删除重复的项目。

# Creating a set
my_set = {1, 2, 3, 4, 5}

# Adding an element
my_set.add(6)

# Removing an element
my_set.remove(3)

# Set operations
another_set = {4, 5, 6, 7}
print(my_set.union(another_set))  # Output: {1, 2, 4, 5, 6, 7}

Python 字典

字典是存储键值对的可变映射。它们使用花括号定义，键和值用冒号分隔。

• 创建： 使用花括号创建字典，其中键值对以逗号分隔。
• 访问： 使用键访问值，并可以添加或修改项目。
• 方法： 字典支持 keys()、values() 和 items() 等方法。

# Creating a dictionary
my_dict = {'name': 'Alice', 'age': 25, 'city': 'New York'}

# Accessing a value
print(my_dict['name'])  # Output: Alice

# Adding a key-value pair
my_dict['email'] = 'alice@example.com'

# Removing a key-value pair
del my_dict['age']

# Dictionary methods
print(my_dict.keys())  # Output: dict_keys(['name', 'city', 'email'])

结论

理解并有效使用 Python 的数据结构（列表、元组、集合和字典）对于高效编程至关重要。每种结构都有独特的属性和用例，因此选择适合您需求的结构至关重要。练习使用这些数据结构可以提高 Python 编程的熟练程度。