Python全栈-magedu-2018-笔记3

第三章 - Python 内置数据结构

分类

• 数值型

  • int、float、complex、bool

• 序列对象

  • 字符串 str
  • 列表 list
  • tuple

• 键值对

  • 集合set
  • 字典dict

数值型

• 数值型

  • int、float、complex、bool都是class，1、5.0、2+3j都是对象即实例
  • int：python3的int就是长整型，且没有大小限制，受限于内存区域的大小
  • float：有整数部分和小数部分组成。支持十进制和科学计数法表示。只有双精度型。
  • complex：有实数和虚数部分组成，实数和虚数部分都是浮点数，3+4.2J
  • bool：int的子类，仅有2个实例True、False对应1和0，可以和整数直接运算

• 类型转换（built-in）

  • int(x) 返回一个整数 ，int是与类型名相同的内置转换函数，如果字符串不合法抛出异常
  • float(x) 返回一个浮点数
  • complex(x)、complex(x,y) 返回一个复数
  • bool(x) 返回布尔值，前面讲过False等价的对象

数字的处理函数

• round()，四舍五入？六入四舍五取偶
• math模块、floor()地板、天花板ceil()
• int() 、//
• 举例：
    import math
    print(math.floor(2.5), math.floor(-2.5))
    print(math.ceil(2.5), math.ceil(-2.5))

  以下打印什么结果？说明什么
  print(int(-3.6), int(-2.5), int(-1.4))
  print(int(3.6), int(2.5), int(1.4))
  print(7//2, 7//-2, -7//2, -(7//2))
  print(2//3, -2//3, -1//3)
  print(round(2.5), round(2.5001), round(2.6))
  print(round(3.5), round(3.5001), round(3.6), round(3.3))
  print(round(-2.5), round(-2.5001), round(-2.6))
  print(round(-3.5), round(-3.5001), round(-3.6), round(-3.3))

• round()，四舍六入五取偶

• floor()向下取整、ceil()向上取整

• int() 取整数部分

• // 整除且向下取整

• min()

• max()

• pow(x,y) 等于 x**y

• math.sqrt()

• 进制函数，返回值是字符串

  • bin()
  • oct()
  • hex()

• math.pi π

• math.e 自如常数

类型判断

• type(obj) ，返回类型，而不是字符串

• isinstance(obj, class_or_tuple)，返回布尔值

• 举例：

  • type(a)
  • type('abc')
  • type(123)
  • isinstance(6, str)、type(6) == str
  • isinstance(6, (str, bool, int))

• type(1+True) # bool型是int的子类

• type(1+True+2.0) # 是什么？隐式转换 # 都是数值类型，往高精度转

列表

• 一个队列，一个排列整齐的队伍
• 列表内的个体称作元素，由若干元素组成列表
• 元素可以是任意对象（数字、字符串、对象、列表等）
• 列表内元素有顺序，可以使用索引
• 线性的数据结构
• 使用 [ ] 表示
• 列表是可变的
• 列表list、链表、queue、stack的差异

列表list定义 初始化

赋值即定义，这也是静态语言和动态语言的区别。

• list() -> new empty list
• list(iterable) -> new list initialized from iterable's items
• 列表不能一开始就定义大小

   lst = list()
   lst = []
   lst = [2, 6, 9, 'ab']
   lst = list(range(5))

列表索引访问

• 索引，也叫下标
• 正索引：从左至右，从0开始，为列表中每一个元素编号
• 负索引：从右至左，从-1开始
• 正负索引不可以超界，否则引发异常IndexError
• 为了理解方便，可以认为列表是从左至右排列的，左边是头部，右边是尾部，左边是下界，右边是上界
• 列表通过索引访问
  • list[index] ，index就是索引，使用中括号访问

列表查询

• index(value,[start,[stop]])

  • 通过值value，从指定区间查找列表内的元素是否匹配
  • 匹配第一个就立即返回索引
  • 匹配不到，抛出异常ValueError

• count(value)

  • 返回列表中匹配value的次数

• 时间复杂度

  • index和count方法都是O(n)
  • 随着列表数据规模的增大，而效率下降

• 如何返回列表元素的个数？如何遍历？如何设计高效？

  • len() # 是序列共有的函数，不是list类的方法函数

如何查帮助

• 官方帮助文档

  • 搜索关键字

• IPython中

  • help(keyword)
  • keyword可以是变量、对象、类名、函数名、方法名

列表元素修改

• 索引访问修改
  • list[index] = value
  • 索引不要超界

列表增加、插入元素

• append(object) -> None

  • 列表尾部追加元素，返回None
  • 返回None就意味着没有新的列表产生，就地修改
  • 时间复杂度是O(1)，因为直接可以索引到结尾添加

• insert(index, object) -> None

  • 在指定的索引index处插入元素object
  • 返回None就意味着没有新的列表产生，就地修改
  • 时间复杂度是O(n)，因为会调整内存布局
  • 索引能超上下界吗？
  • 超越上界，尾部追加
  • 超越下界，头部追加

列表增加、插入元素

• extend(iteratable) -> None

  • 将可迭代对象的元素追加进来，返回None
  • 就地修改

• + -> list

  • 连接操作，将两个列表连接起来
  • 产生新的列表，原列表不变
  • 本质上调用的是__add__()方法

• * -> list

  • 重复操作，将本列表元素重复n次，返回新的列表

列表 *重复的坑

• * -> list
  • 重复操作，将本列表元素重复n次，返回新的列表

   x = [[1,2,3]]*3
   print(x)
   x[0][1] = 20
   print(x)

   y = [1]*5
   y[0] = 6
   y[1] = 7
   print(y)
   上面代码运行结果是什么？为什么？

列表删除元素

• remove(value) -> None

  • 从左至右查找第一个匹配value的值，移除该元素，返回None
  • 就地修改
  • 效率？

• pop([index]) -> item

  • 不指定索引index，就从列表尾部弹出一个元素
  • 指定索引index，就从索引处弹出一个元素，索引超界抛出IndexError错误
  • 效率？指定索引的的时间复杂度？不指定索引呢？

• clear() -> None

  • 清除列表所有元素，剩下一个空列表（一批元素不要，可能会引起垃圾回收gc）

列表其它操作

• reverse() -> None

  • 将列表元素反转，返回None
  • 就地修改

• sort(key=None, reverse=False) -> None

  • 只写一个参数，匹配的是第一个参数，要匹配第二个参数，要指明参数名字，这么写 lst.sort(reverse=True)
  • 对列表元素进行排序，就地修改，默认升序
  • reverse为True，反转，降序
  • key一个函数，指定key如何排序
    • lst.sort(key=functionname)

• in

  • [3,4] in [1, 2, [3,4]]
  • for x in [1,2,3,4]

• not in

列表复制

• 先看一段代码

   lst0 = list(range(4))
   lst2 = list(range(4))
   print(lst0 == lst2)
   lst1 = lst0
   lst1[2] = 10
   print(lst0)

   lst0 == lst2相等吗？为什么？lst0里面存的是什么？
   == 比较的是对象的内容 (True)
   is 比较的是对象的地址 (False) 即 id(lst0) == id(lst2)
   这里虽然都是创建 list(range(4)) 这个对象，解释器并没有优化为只创建一个

   请问lst0的索引为2的元素的值是什么？
   请问lst1 = lst0这个过程中有没有复制过程？

列表复制

• copy() -> List
  • shadow copy返回一个新的列表

   lst0 = list(range(4))
   lst5 = lst0.copy()
   id(lst0) 和 id(lst5) 是不同的 ，与 lst5=lst0 还是不一样的
   copy是把原列表的item复制到一个片新内存，创建一个新列表
   print(lst5 == lst0)
   lst5[2] = 10
   print(lst5 == lst0)
   lst0和lst5一样吗？

• 对比前面程序的差别

   lst0 = [1, [2, 3, 4], 5]
   lst5 = lst0.copy()
   lst5 == lst0
   lst5[2] = 10
   lst5 == lst0
   lst5[2] = 5
   lst5[1][1] = 20
   lst5 == lst0
   list中间元素是个复杂元素，所以copy时只拷贝了它的引用，即它的地址。所以在一边修改之后，另一边也一同修改了。

列表复制

• shadow copy

  • 影子拷贝，也叫浅拷贝，遇到引用类型，只是复制了一个引用而已

• 深拷贝

  • copy模块提供了deepcopy

     import copy
     lst0 = [1, [2, 3, 4], 5]
     lst5 = copy.deepcopy(lst0)
     lst5[1][1] = 20
     lst5 == lst0

随机数

• random模块
• randint(a, b) 返回[a, b]之间的整数
• choice(seq) 从非空序列的元素中随机挑选一个元素，比如random.choice(range(10))，从0到9中随机挑选一个整数。random.choice([1,3,5,7])
• randrange ([start,] stop [,step]) 从指定范围内，按指定基数递增的集合中获取一个随机数，基数缺省值为1。 random.randrange(1,7,2)
• random.shuffle(list) ->None 就地打乱列表元素
• sample(population, k) 从样本空间或总体（序列或者集合类型）中随机取出k个不同的元素，返回一个新的列表
  • random.sample(['a', 'b', 'c', 'd'], 2)
  • random.sample(['a', 'a'], 2) 会返回什么结果

最后

本文的另外链接是：https://yindanny.github.io/python-magedu-2018-notes3.html