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Python 数据结构和算法

Python 数据类型



Python 数据类型

不同的数据类型存储不同的数据，可以执行不同的操作。
Python中的变量没有类型，这里的数据类型是指的内存中对象的类型。
Python中常用的数据类型包括：文字类型、数值类型、序列类型、映射类型、集合类型、布尔类型和二进制类型。

标准数据类型

文字类型： str，比如“Hello World”。
数值类型： int ，float，complex，比如：1、1.2、1.2+1.3j。
序列类型： list，tuple， range。比如：[a,b,c]、(a,b,c)。
映射类型： dict，比如：{“a”:1,”b”:2}。
集合类型： set，frozenset，比如：{‘a’,’b’}。
布尔类型： bool，比如，True、False。
二进制类型： bytes，bytearray， memoryview。

注意：其中文字类型、数值类型、元组是不可变数据类型，列表、字典、集合是可变数据类型。

文本类型

文本类型是以单引号''或双引号"“括起来的任意文本，比如'abc'，"Hello World"。

1、对引号进行转义

但字符串中出现引号时要进行转义，否则会解析错误，比如：'I'm a lidihuo'，这个字符串中出现了3个单引号，没有完全配对，进而出现语法错误。
解决的办法就是用反斜杠 \ 进行转义，让编译器把她当成普通文本，比如： 
 str = 'I\'m a lidihuo'
 print(str)

执行结果： 
I'm a lidihuo

2、不同的引号

当字符串中出现单引号或双引号时，我们可以使用不同的引号包裹他们比如： 
 str1 = "I'm a lidihuo"
 str2 = 'Hello " World'
 print(str1)
 print(str2)

执行结果： 
I'm a lidihuo 

 
Hello " World

3、长字符串换行

Python中对程序的换行和缩进都有严格的语法要求。当一个较长字符串需要换行时需要在行尾添加反斜杠 \ ，否则会出现语法报错，比如： 
 str = 'In programming, data type is an important concept,\
Variables can store data of different types, and different types can do different things.'
 str2 = 'Hello " World'
 print(str)

执行结果： 
In programming, data type is an important concept,Variables can store data of different types, and different types can do different things.

注意：虽然变量赋值时字符串换行了，但输出的结果并没有换行。

4、字符串截取

python中字符串截取索引值0 为从头开始，-1 为从末尾的开始。

Python 数据类型_https://bianchenghao6.com_【Python3 教程】_第1张 

 str = 'helloworld'
 print(str) # 输出字符串
 print(str[0:-1]) # 输出第1个到倒数第2个之间的字符
 print(str[0]) # 输出字符串第1个字符
 print(str[2:5]) # 输出从第3个开始到第5个的字符
 print(str[2:]) # 输出从第3个开始的后的所有字符
 print(str * 2) # 输出字符串2次，也可以写成 print (2 * str)
 print(str + "I am lidehuo") # 连接字符串

执行结果： 
helloworld 

 
helloworl 

 
h 

 
llo 

 
lloworld 

 
helloworldhelloworld 

 
helloworldI am lidehuo

注意：加号 + 是字符串的连接符， 星号 * 表示复制当前字符串，后面的数字为复制的次数。

数值类型

1、int (整数)

整数类型就是没有小数部分的数字，包括正整数、0 和负整数。同时支持用下划线_作为分隔符，例如： 
 a = 10
 b = 0
 c = -100
 d = 1_234_567
 print(a)
 print(b)
 print(c)
 print(d)

执行结果： 
10 

 
0 

 
-100 

 
1234567

2、float (浮点数)

浮点数就是带小数的数字，小数有两种表现形式，分别是十进制形式和指数形式。比如： 
 a = 12.34
 b = 100000000000000000000.45
 print("a = ", a)
 print("b = ", b)

执行结果： 
a = 12.34 

 
b = 1e+20

3、complex（复数）

complex是 Python 的内置类型，由实数部分和虚数部分构成，虚数部部用j或者J作为后缀，比如： 
 a = 1.2 + 1.2j
 print(a = ", c1)
 print("a type is ", type(c1))

执行结果： 
a = (1.2+1.2j) 

 
a type is

序列类型

1、list（列表）

list（列表）是 Python 中最常用的数据类型，list中的元素可以不同，支持数字、字符串和嵌套列表本身。

list的元素在方括号 [] 之间，并用逗号进行分隔，格式为：[元素,元素]。

list的索引值以 0 为开始值，-1 为从末尾的开始位置。

list可以根据索引进行截取，被截取后仍然是一个列表。

如下图所示。

Python 数据类型_https://bianchenghao6.com_【Python3 教程】_第2张

list（列表）具体操作如下： 
 list1 = ['a','b','c','d','e']
 list2 = [123,'abcd']
 print(list1) # 输出完整列表
 print(list1[0]) # 输出列表第1个元素
 print(list1[1:3]) # 从第2个开始输出到第3个元素
 print(list1[2:]) # 输出从第3个元素开始的所有元素
 print(list2*2) # 输出2次列表
 print(list1+list2) # 连接列表

执行结果： 
['a', 'b', 'c', 'd', 'e'] 

 
a 

 
['b', 'c'] 

 
['c', 'd', 'e'] 

 
[123, 'abcd', 123, 'abcd'] 

 
['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 123, 'abcd']

注意：list可以使用+操作符进行拼接。
同时list的元素值可以改变，list（列表）具体操作如下： 
 a = ['a','b','c','d','e']
 a[0] = 'f'
 a[2:4] = ['a','b','c','d','e']
 print(a)
 a[2:4] = []
 print(a)

执行结果： 
['f', 'b', 1, 2, 'e'] 

 
['f', 'b', 'e']

2、tuple(元组)

tuple与列表类似，不同之处在于tuple的元素不能修改。tuple写在小括号 () 里，元素之间用逗号隔开，tuple中的元素类型可以不同，具体操作如下： 
 tuple1 = ('a','b','c','d','e')
 tuple2 = (123,'abcd')
 print(tuple1) # 输出完整元组
 print(tuple1[0]) # 输出元组第1个元素
 print(tuple1[1:3]) # 从第2个开始输出到第3个元素
 print(tuple1[2:]) # 输出从第3个元素开始的所有元素
 print(tuple2*2) # 输出2次元组
 print(tuple1+tuple2) # 连接元组

执行结果： 
['f', 'b', 1, 2, 'e'] 

 
['f', 'b', 'e'] 

 
('a', 'b', 'c', 'd', 'e') 

 
a 

 
('b', 'c') 

 
('c', 'd', 'e') 

 
(123, 'abcd', 123, 'abcd') 

 
('a', 'b', 'c', 'd', 'e', 123, 'abcd')

注意： 虽然tuple的元素不可改变，但它可包含可变的对象。tuple也可以被索引和切片，tuple也可以使用+操作符进行拼接。

3、range (范围)

range 类似于list，是范围列表，不过里面的元素只能是数字，在for循环中应用较多。具体格式range(start, stop, step)

start: 计数从 start 开始。默认是从 0 开始。
stop: 计数到 stop 结束，但不包括 stop。
step：步长，默认为1。

range(10) # 等价于range(0,10)

range(5,10) #5,6,7,8,9,10

range(10,100,10) # 10，20，30...

具体应用 
 for i in range(5):
  print(i)

执行结果： 
0 

 
1 

 
2 

 
3 

 
4

 for i in range(0,6,2):
  print(i)

执行结果： 
0 

 
2 

 
4

 for i in range(5,0,-1):
  print(i)

执行结果： 
5 

 
4 

 
3 

 
2 

 
1

 l = [1, "range", "的", "for", "循环"]
 for i in range(len(l)):
  print(i)

执行结果： 
0 

 
1 

 
2 

 
3 

 
4

注意：range一般应用在for循环中，里的元素只能是数字。

映射类型

dict（字典）

dict是无序可变的序列，元素以“键值对（key-value）”的形式存储。
dict相对于列表（list）和元组（tuple）是有序的序列。
dict中的元素是通过键来存取的，列表是通过下标索引存取的。
dict用 { } 标识，是一个键(key) : 值(value) 的集合，key值必须保障唯一。
dict格式为{'key':'value1', 'key2':'value2', ..., 'keyn':valuen}

创建dict 
 dict = {}
 dict['name'] = "lidihuo"
 dict[1] = "Hello World"
 dict1 = {'name': 'lidihuo','course':'python', 'site': 'www.lidihuo.com'}
 dict2 =  {(1,2,3): 'great', 30: [1,2,3]} # 使用元组和列表作为key和value
 print(dict['name']) # 输出键为 'name' 的值
 print(dict[1]) # 输出键为1的值
 print(dict1) # 输出完整的字典
 print(dict1.keys()) # 输出所有键
 print(dict1.values()) # 输出所有值
 print(dict2) # 输出完整的字典

执行结果： 
lidihuo 

 
Hello World 

 
{'name': 'lidihuo', 'course': 'python', 'site': 'www.lidihuo.com'} 

 
dict_keys(['name', 'course', 'site']) 

 
dict_values(['lidihuo', 'python', 'www.lidihuo.com']) 

 
{(1, 2, 3): 'great', 30: [1, 2, 3]}

访问dict
dict是通过键来访问对应的值。因为字典中的元素是无序的，每个元素的位置都不固定，所以字典也不能像列表和元组那样，采用下标来访问元素。

dict元素的具体格式为：dictname[key]。dictname 表示dict变量的名字，key 表示键名。 
 dict = {'name': 'lidihuo','course':'python', 'site': 'www.lidihuo.com'}
 print(dict['name']) # 输出键对应的值

执行结果： 
lidihuo

Python 中更推荐使用get() 方法来获取指定键对应的值。语法格式为：dictname.get(key[,default])，其中，dictname 表示字典变量的名字；key 表示指定的键； default 用于指定要查询的键不存在时，此方法返回的默认值，如果不手动指定，会返回 None。 
 dict = {'name': 'lidihuo','course':'python', 'site': 'www.lidihuo.com'}
 print(dict.get('name'))

执行结果： 
lidihuo

集合类型

1、set集合

集合和字典类似也是无序的，用来保存不重复的元素，Python中的集合将所有元素放在一对大括号 {} 中，相邻元素之间用“,”分隔，格式为：{item1,item2,...,itemn}。

集合只能存储不可变的数据类型，包括整型、浮点型、字符串、元组，无法存储列表、字典、集合这些可变的数据类型。
创建set集合 
 a = {1,'a',(1,2,3),'b',1.2} 用{}方式创建 
 b = set((1,2,3,4,5)) set方式创建 
 print(a)
 print(b)

执行结果： 
{1, 1.2, (1, 2, 3), 'b', 'a'} 

 
{1, 2, 3, 4, 5}

注意：创建空集合只能使用 set() 函数实现，使用一对 {}，会将视为一个空字典。
访问set集合
访问集合元素常用的方法是使用循环结构将集合中的数据逐一读取出来。 
 a = {'cat', 'dog', 'cow', 'pig'}
 print(a)
 for item in a:
  print(item)

执行结果： 
{'cow', 'cat', 'pig', 'dog'} 

 
cow 

 
cat 

 
pig 

 
dog

set集合之间运算 
 a = set('123456789')
 b = set('45678')
 print(a)
 print(a - b) # a 和 b 的差集 
 print(a | b) # a 和 b 的并集
 print(a & b) # a 和 b 的交集
 print(a ^ b) # a 和 b 中不同时存在的元素

执行结果： 
{'7', '9', '3', '6', '1', '8', '5', '2', '4'} 

 
{'2', '9', '3', '1'} 

 
{'7', '9', '3', '6', '1', '8', '5', '2', '4'} 

 
{'7', '6', '8', '5', '4'} 

 
{'9', '3', '1', '2'}

frozenset 集合

frozenset 和set相比是不可变序列，所有在set中能改变集合本身的方法，比如 remove()、discard()、add() 等，frozenset 都不支持.

通过命令dir(frozenset)可以看到 frozenset 集合支持的方法有：['copy', 'difference', 'intersection', 'isdisjoint', 'issubset', 'issuperset', 'symmetric_difference', 'union']

当集合的元素不需要改变时，我们可以使用 fronzenset 替代 set，这样更加安全。 
 a = {'cat', 'dog', 'cow', 'pig'}
 b = frozenset(['lion', 'deer'])
 c = {'rabbit', 'rat'}
 # 向set集合中添加frozenset
 a.add(b)
 print(b)
 # 向为set集合添加子set集合
 c.add(a)
 print(c)
 print(a | b) # a 和 b 的并集
 print(a & b) # a 和 b 的交集
 print(a ^ b) # a 和 b 中不同时存在的元素

执行结果： 
{'cow', frozenset({'deer', 'lion'}), 'dog', 'pig', 'cat'} 

 
Traceback (most recent call last):
 File "script.py", line 8, in
 c.add(a)
 TypeError: unhashable type: 'set'
 Exited with error status 1

注意：set 集合中的元素必须是不可变的， 因为 set 是可变的，所以不能添加到set中，而添加frozenset。是没问题的。

布尔类型

布尔类型只有True、False两种值，要么是True，要么是False。
布尔值可以用and、or和not运算。
布尔值经常用在条件判断中。 

 >>> True or True
 True
 >>> True and False
 False
 >>> not Flase
 True 

 if 1>2:
  print('1>2')
 elif1==2:
  print('1>2')
 else:
  print('1<2')

执行结果： 
1<2

8、二进制类型

bytes（字节串）

bytes是 Python 3.x 新增的类型，字符串由若干个字符组成，以字符为单位进行操作
字节串和字符串除了操作的数据单元不同之外，它们支持的所有方法都基本相同。
字节串和字符串都是不可变序列，不能随意增加和删除数据
bytes 以字节序列的形式（二进制形式）来存储数据，比如字符串、数字、图片、音频等。 

 a = bytes()
 b = b'lidihuo'
 c = bytes('立地货', encoding='UTF-8')
 d = "立地货".encode('UTF-8')
 print(a)
 print(b)
 print(c)
 print(d)

执行结果： 
b'' 

 
b'lidihuo' 

 
b'\xe7\xab\x8b\xe5\x9c\xb0\xe8\xb4\xa7' 

 
b'\xe7\xab\x8b\xe5\x9c\xb0\xe8\xb4\xa7'

注意：非 ASCII 字符，print 输出的是它的字符编码值（十六进制形式），而不是字符本身。

制定数据类型

如果要指定数据类型，则可以使用以下构造函数：
操作 数据类型
x = str("Hello World") str
x = int(20) int
x = float(20.5) float
x = complex(1j) complex
x = list(("apple", "banana", "cherry")) list
x = tuple(("apple", "banana", "cherry")) tupe
x = range(6) range
x = dict(name="John", age=36) dict
x = set(("apple", "banana", "cherry")) set
x = frozenset(("apple", "banana", "cherry")) frozenset
x = bool(5) bool
x = bytes(5) bytes
x = bytearray(5) bytearray
x = memoryview(bytes(5)) memoryview 
 x = 1# int
 y = 1.2# float
 z = 1j# complex
 a = float(x)# 转换称float
 b = int(y)# 转换int
 c = complex(x)# 转换称complex: 
 print(a)
 print(b)
 print(c)

执行结果： 
1.0 

 
1 

 
 (1+0j)


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