python常用数据结构讲解
一：序列
在数学上，序列是被排成一排的对象，而在python中，序列是最基本的数据结构。它的主要特征为拥有索引，每个索引的元素是可迭代对象。都可以进行索引，切片，加，乘，检查成员等操作。在python中，有六种内建的索引，但是常用的是列表，元组，字符串，下面就进行介绍。
1. 列表
定义：列表是把需要的数据类型进行封装，类似c语言的结构体。而且列表是动态可变的。
基本操作方法：
count():统计某个元素在列表中出现的次数。
index():从列表中找出某个值第一个匹配项的索引位置。
append():在列表末尾添加新对象。
extend():在列表末尾一次性追加另一个序列的多个值。
insert():在列表的指定位置插入对象。
pop():移除列表中的一个元素（默认最后一个元素），并且返回该元素的值。
remove():移除列表中某个值的第一个匹配项。
reverse():将列表中的元素反向，不重新拷贝一个列表。
reversed():将列表中的元素反向，重新拷贝一个列表。
sort():将列表中的元素排序，不重新拷贝一个列表。
sortd():将列表中的元素排序，重新拷贝一个列表。
copy():浅拷贝，只是给原来的列表贴上了一个新标签，对于一个复杂对象的子对象并不会完全复制，如果有子列表，改变原来的值，新的拷贝对象也会改变。
deepcopy():深拷贝，将复杂对象的每一层复制一个单独的个体出来。就是完全拷贝。
2.元组
定义：元组是不可变的，有时候可以看成不可变的列表。但元组可以进行连接组合与切片，且只含一个值的列表，必须要用","才行。
基本操作方法：
del:删除元组。
3.字符串
字符串是 Python 中最常用的数据类型。用成对引号创建即可。
基本操作方法：
format()：格式化字符串。
4.通用序列操作方法
index：索引，既可以从0开始，也可以从最后一个位置开始。
[:]：分片，用来访问一定范围内的元素。
常用算术操作符：相同类型序列可以进行算术运算或者复制序列。
in：成员操作符，用来检查一个对象是否为某个序列（或者其他类型）的成员（即元素）。
len,max,min：内建函数len、max和min可以返回序列中所包含元素的数量、最大和最小元素。
5.字典
定义：字典是映射，根据哈希表的原则，映射中元素的名字叫键。字典（也叫散列表）是Python中唯一内建的映射类型。字典中的元素的键可以是任何对象，但必须是不可变对象。比如序列中的集合和列表等可变对象，不能作为字典的键。
基本操作方法：
clear():清空字典。
pop(): 移除键，同时返回此键所对应的值。
copy():复制字典，只复制一层(浅拷贝)。
update(DD):将字典 DD 合并到D中，如果键相同，则此键的值取DD的值作为新值。
get(key, default):返回键key所对应的值,如果值不存在，则返回default。
keys():返回可迭代的字典的键的集合对象。
values():返回可迭代的字典的值的集合对象。
items():返回可迭代的字典的键值对的集合对象。
6.集合
定义：集合是由序列（或者其他可迭代的对象）构成的，是一个无序的不重复元素序列。
基本操作方法：
frozenset():创建一个空的固定集合对象。
frozenset(iterable):用可迭代对象创建一个新的固定集合对象。
set():创建一个空的集合对象(不能用{}来创建空集合)。
set(iterable):用可迭代对象创建一个新的集合对象。
add(e):在集合中添加一个新的元素e；如果元素已经存在，则不添加。
remove(e):从集合中删除一个元素，如果元素不存在于集合中，则会产生一个KeyError错误。
discard(e):从集合S中移除一个元素e,在元素e不存在时什么都不做。
clear():清空集合内的所有元素。
copy():对集合进行一次浅拷贝。
pop():从集合S中删除一个随机元素;如果此集合为空，则引发KeyError异常。
update(s2):更新字典。
二：高级数据结构
python还有一些高级数据结构，这些数据结构在进行算法运算时十分有用。下面就进行讲解。
1.栈
定义：栈是一种线性表，只允许从一端插入和删除数据，栈的插入和删除只能在栈顶进行。栈有两种存储方式，即线性存储和链接存储（链表）。所以每次删除的元素都是最后进栈的元素，故栈也被称为后进先出（LIFO）表。每个栈都有一个栈顶指针，它初始值为-1，且总是指向最后一个入栈的元素。
栈有两种处理方式，即进栈（push）和出栈（pop），进栈时只需要移动一个变量存储空间，时间复杂度为O(1)；但是对于出栈分两种情况，栈未满时，时间复杂度也为O(1)， 但是当栈满时，需要重新分配内存，并移动栈内所有数据，所以此时的时间复杂度为O(n) 。
python中栈：在python中，栈其实可以用更加简单的列表实现，用append在末尾进行增加元素操作，用pop进行删除元素操作。
列表简单实现：
stack = []
# 向栈顶插入元素
stack.append(1)
stack.append(2)
stack.append(3)
# 删除栈顶的元素
print(stack.pop())
print(stack.pop())
print(stack.pop())
普通方法实现：
class MyStack(object):
def __init__(self):
self.stack_list = [] # 自定义一个列表
self.count = 0 # 创建一个计数器，模拟栈顶指针
# 创建一个栈
def create_one_stack(self):
return self.stack_list
# 在栈顶添加元素
def push(self, value):
self.stack_list.insert(0,value)
self.count += 1 # 计数器加一
# 删除栈顶元素
def pop(self):
self.stack_list.pop(0)
self.count -= 1 # # 计数器减一
# 返回栈顶元素值
def stack_num(self):
if self.count:
return self.stack_list[0]
#打印栈内容
def show_all(self):
for s in self.stack_list:
print(s)
if __name__ == '__main__':
m = MyStack()
m.create_one_stack()
# 增加栈顶元素
m.push(1)
m.push(2)
m.push(3)
print('栈顶元素为:',m.stack_num())
print('之前的元素为:')
m.show_all()
# 删除栈顶元素
m.pop()
print('之后的元素为:')
m.show_all()
2.队列
定义：队列是一种特殊的线性表，和栈类似，但是在允许表的前面进行删除操作，而在表的后面进行插入操作，也是一种操作受限制的线性表。进行插入操作的端称为队尾，进行删除操作的端称为队头。分为顺序队列和循环队列。这里先讨论顺序队列。
普通队列实现：
class Queue(object):
def __init__(self):
self.__list = [] # 创建一个列表
def inQueue(self,item):
# 从队尾入队，从队头出队
self.__list.append(item)
def outQueue(self):
# 从队头出队
return self.__list.pop(0)
if __name__ == '__main__':
m = Queue()
# 从队头入队
m.inQueue(1)
m.inQueue(2)
# 从队尾出队
print(m.outQueue())
print(m.outQueue())
双端队列实现：
class Queue(object):
def __init__(self):
self.__list = [] # 创建一个列表
def add_Front(self,x):
#在列表头部添加
self.__list.insert(0,x)
def add_End(self,x):
#在队列尾部添加元素
self.__list.append(x)
def pop_Front(self):
#在头部删除元素
return self.__list.pop(0)
def pop_End(self):
#在尾部删除元素
return self.__list.pop()
if __name__ == '__main__':
m = Queue()
# 在队列头部添加元素
m.add_Front(1)
m.add_Front(2)
m.add_Front(3)
m.add_Front(4)
# 在队列尾部添加元素
m.add_End(5)
m.add_End(6)
m.add_End(7)
m.add_End(8)
# 在列表头部和尾部删除元素
print(m.pop_Front())
print(m.pop_Front())
print(m.pop_End())
print(m.pop_End())
以上就是python的常用数据结构的知识，还有其他不太常用的数据结构但经常会和算法相结合，实现事半功倍的效果，这些数据结构在之后会向大家展示。
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