Python學習筆記（二）——數據類型

python數據結構

　　學一門語言，最基礎和重要的就是數據結構了，而在python中最基本的數據結構是序列，也可以理解爲數組，但貌似比數組強大。

>>> jason=['jason',42]
>>> james=['james',45]
>>> database=[jason,james]
>>> database
[['jason', 42], ['james', 45]]
>>> 

    索引：

>>> greeting='hello'
>>> greeting[0]
'h'
>>> greeting[-1]  ==>反着的時候從-1而不是0開始開始
'o'
>>> digital=raw_input ("year:")[3]
year:2013
>>> digital
'3'

    索引示例：

>>> months=['January','February','March','April',\
    'May','June','July','August','September','October'\
    'November','December']   #根據指定的年月日以數字形式打印出日期
>>> endings=['st','nd','rd']+17*['th']+['st','nd','rd']+7*['th']+['st'] #以1-31的數字作爲結尾的列表
>>> year=raw_input ("Year:")
Year:2013
>>> month=raw_input('Month(1-12):')
Month(1-12):3
>>> day=raw_input('Day(1-31):')
Day(1-31):30
>>> month_num=int(month)
>>> day_num=int(day)
>>> month_name=months[month_num-1]   ==>注意這裏索引要減1
>>> ordinal=day+endings[day_num-1]
>>> print month_name +' '+ordinal + ', '+ year
March 30th, 2013
>>> 

　　分片：

   使用索引能訪問單個元素，使用分片能訪問一定範圍的元素，分片通過冒號相隔的兩個索引來實現。

>>> tag='<a href="http://www.python.org">Python web site</a>'
>>> tag[9:30]
'http://www.python.org'
>>> tag[32:-4]
'Python web site'>>> 

>>> numbers=[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]
>>> numbers[3:6]
[4, 5, 6]
>>> numbers[-3:-1]
[8, 9]
>>> numbers[-3:0]  #分片中的最左邊的索引比它右邊索引的晚出現在序列中，結果就是一個空序列
[]
>>> numbers[-3:] #默認到最後
[8, 9, 10]
>>> numbers[:3] #默認從第一個開始
[1, 2, 3]
>>> numbers[:]   #默認全部
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]

　　很顯然，分片操作的實現需要提供兩個索引作爲邊界，第一個索引的元素包含在分片內，而第二個不包含在分片內。

　　分片步長：默認步長沒有寫，是1，分片格式：上邊界：下邊界：步長

>>> numbers[0:10:1]  #默認步長是1
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
>>> numbers[0:10:2]   #步長設爲2
[1, 3, 5, 7, 9]
>>> numbers[3:6:3]   #步長設爲3
[4]
>>> numbers[::4]  
[1, 5, 9]
>>> numbers[8:3:-1]   #步長不能爲0，因爲不會向下執行，可以爲負數，向前執行
[9, 8, 7, 6, 5]
>>> numbers[10:0:-2]  #當步長爲負數時，開始索引必須大於結束索引
[10, 8, 6, 4, 2]
>>> numbers[0:10:-2]
[]
>>> numbers[::-2]
[10, 8, 6, 4, 2]
>>> numbers [5::-2]
[6, 4, 2]
>>> numbers[:5:-2]
[10, 8]
>>> 

     序列相加：

>>> [1,2,3]+[4,5,6]
[1, 2, 3, 4, 5, 6]
>>> [1,2,3]+'world'   #列表和字符串都是序列，但是不能連在一起，兩種同類型的序列才能進行連接操作

Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#141>", line 1, in <module>
    [1,2,3]+'world'
TypeError: can only concatenate list (not "str") to list
>>> 

     序列乘法：

>>> 'python'*5
'pythonpythonpythonpythonpython'
>>> [25]*10
[25, 25, 25, 25, 25, 25, 25, 25, 25, 25]

　　空列表可以簡單的通過[ ]表示，但若想要創建一個佔用十個元素空間，卻不包括任何有用的有用的內容列表。這時需要使用None,None是Python的內建值，初始化一個長度爲10的列表如下：

>>> sequence=[None]*10
>>> sequence
[None, None, None, None, None, None, None, None, None, None]

     序列乘法示例：（存在腳本中運行）

sentence=raw_input ("Sentence:")
screen_width=60
text_width=len(sentence)
box_width=text_width+6
left_margin=(screen_width-box_width)//2
print
print ' ' * left_margin + '+' + '-' * (box_width-2)  + '+'
print ' ' * left_margin + '|   ' + ' ' * text_width  +' |'
print ' ' * left_margin + '|   ' +          sentence +' |'
print ' ' * left_margin + '|   ' + ' ' * text_width  +' |'
print ' ' * left_margin + '+' + '-' * (box_width-2)  + '+'
print
raw_input()

結果如下：

　　in運算符：檢查一個值是否在序列中

>>> permission='rwx'   #有木有覺得這個像判斷Linux中某個文件的執行權限，確實可以這麼判斷
>>> 'w' in permission
True
>>> 'xx' in permission
False
>>> users=['jason','james','jzhou']
>>> raw_input ("enter your name:") in users
enter your name:jzhou
True

     序列成員資格示例：

database=[['jason','42'],['james','45'],['jzhou','22']]
username=raw_input("Username:")
age=raw_input("Age:")
if [username,age] in database:
    print "OK,right"
raw_input()

     內建函數len、min、max

>>> numbers
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
>>> len(numbers)
10
>>> max(numbers)
10
>>> min(numbers)
1
>>> 

  　　列表：

 列表不同於元組和字符串，列表是可變的，而且列表有許多專門的方法。字符串不能像列表一樣被修改，但是列表中的list函數可以實現修改。列表的常用用法：

>>> list('hello')
['h', 'e', 'l', 'l', 'o']
>>> x=[1,1,1]
>>> x[1]=2    #可以改變列表爲元素賦值
>>> x[2]=3
>>> x
[1, 2, 3]
>>> names=['james','jason','jzhou','liwear']  #可以刪除列表中的元素
>>> del names[3]
>>> names
['james', 'jason', 'jzhou']
>>> name=list('jzhou')
>>> name
['j', 'z', 'h', 'o', 'u']
>>> name[2:]=list('1314')   #可以分片賦值
>>> name
['j', 'z', '1', '3', '1', '4']

>>> numbers=[1,5]  #分片賦值可以在不需要替換任何元素的情況下插入新元素
>>> numbers[1:1]=[2,3,4]
>>> numbers
[1, 2, 3, 4, 5]
>>> numbers[1:4]=[]  #也可以變相的刪除元素
>>> numbers
[1, 5]

　　列表的方法主要有append, count,extend,index,insert,pop,remove,reverse,sort,簡單用法如下：

 >>> list=[1,2,3]
 >>> list .append(4)  # append用於在列表末尾追加新對象
 >>> list
 [1, 2, 3, 4]

>>> ['to','be','or','to'].count('to')  #count用於統計某個元素在列表中出現的次數
2
>>> x=[[1,2],1,1,[2,1,[1,2]]]
>>> x.count(1)
2
>>> x.count([1,2])
1
>>> a=[1,2,3]
>>> b=[4,5,6]
>>> a.extend(b)   #extend在列表的末尾一次性追加另一個序列的多個值，擴展原有列表
>>> a
[1, 2, 3, 4, 5, 6]   #注意這個操作與連接操作不同，extend修改了被擴展的序列即a,而連接只是臨時顯示並沒有變
>>> a=[1,2,3]
>>> b=[4,5,6]
>>> a[len(a):]=b   #也可以通過分片賦值來擴展，但是可讀性不強
>>> a
[1, 2, 3, 4, 5, 6]
>>> sentence=['we','are','good','student']
>>> sentence.index ('are')    #index用於從列表中找出某個值第一個匹配項的索引位置
1
>>> numbers=[1,2,3,4,5,6,7]
>>> numbers.insert(3,'four')  #insert用於將對象插入列表中，和數據結構中的鏈表操作非常相似
>>> numbers
[1, 2, 3, 'four', 4, 5, 6, 7]
>>> numbers=[1,2,3,4,5,6,7]
>>> numbers[3:3]=['four']   #也可以使用分片賦值的方法實現，但是可讀性不強
>>> numbers
[1, 2, 3, 'four', 4, 5, 6, 7]
>>> x=[1,2,3]   
>>> x.pop()  #出棧操作，和數據結構中的棧操作一樣，即移除列表中的最後一個，並且返回該元素的值
3
>>> x
[1, 2]
>>> x.pop()
2
>>> x=[1,2,3]
>>> x.append(x.pop())   #這個操作和數據結構中的push、pop是一樣的，追加剛剛出棧的值，很有趣，最後得到的還是是原來的值
>>> x
[1, 2, 3]
>>> x=['to','be','or','not','to','be']
>>> x.remove ('be')  #remove用於移除列表中某個值的第一個匹配項
>>> x         #值得注意的是remove方法是沒有返回值的原位置改變方法，注意和pop的區別
['to', 'or', 'not', 'to', 'be']
>>> x=[1,2,3]
>>> x.reverse ()  #將列表中的元素反向存放，注意這種方法改變了列表但沒有返回值
>>> x
[3, 2, 1]
>>> x=[4,5,6,7,1,2,3]
>>> x.sort()  #sort用於在原位置對列表進行排序，也改變了序列的值，但是沒有返回值
>>> x
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]
>>> 

　　注意以上方法除了count和index，都是會使列表的內容的產生變化。

 　　介於sort方法修改列表但是沒有返回值的情況有待細說一下：

>>> x=[4,6,2,1,7,9]
>>> y=x.sort()   #因爲x.sort()不反回值，所以y並沒有賦到值
>>> print y
None
>>> 

　　　看下正確的做法吧，其實也就是將步驟拆開而已：(sort函數不反回值的特點決定了不能在它的後面繼續後續操作，比如x.sort().reverse()，但是serted(x).reverse()是正確的)

>>> x=[4,6,2,1,7,9]
>>> y=x[:]   #先將x複製給y
>>> y.sort() #將y排序
>>> x
[4, 6, 2, 1, 7, 9]
>>> y
[1, 2, 4, 6, 7, 9]
>>> x=y>>> x
[1, 2, 4, 6, 7, 9]
>>> y
[1, 2, 4, 6, 7, 9]

　　另一種獲取已排序的列表副本的方法是使用sorted函數：

>>> x=[4, 6, 2, 1, 7, 9]
>>> y=sorted(x)
>>> x
[4, 6, 2, 1, 7, 9]
>>> y
[1, 2, 4, 6, 7, 9]

     sorted函數可以用於任何序列，卻總是返回一個列表：

>>> sorted("Python")   #默認按ASCII碼排序
['P', 'h', 'n', 'o', 't', 'y']

 　　如果想把一些元素按相反的順序排出，可以先用sort或者sorted函數，在調用reverse函數。嵌套使用的功能很強大。

　　關於高級排序：元素能按照特定的方式進行排序，可以使用compare(x,y)自定義比較函數，compare(x,y)函數會在x<y時返回負值，x>y時返回正值，x=y時返回0。定義好該函數之後，就可以提供給sort方法作爲參數了。

>>> cmp(42,23)
1
>>> cmp(99,100)
-1
>>> cmp(1,1)
0
>>> numbers=[5,2,6,7]
>>> numbers.sort(cmp)    #這個機制之後會介紹
>>> numbers
[2, 5, 6, 7]

　　 元組——不可變序列

　　元組和列表一樣，也是一種序列，唯一的不同是元組不能修改，字符串也是如此；創建元素很簡單，用逗號分隔一些值，就自動創建了元組：

>>> 1,2,3
(1, 2, 3)
>>> (1,2,3)
(1, 2, 3)
>>> (42,)  # 逗號說明它是一個元組，不然加括號（如：(42)）也沒用
(42,)
>>> 3*(40+2)  #這個例子說明了逗號的重要性，42和(42)是完全一樣的
126
>>> 3*(40+2,)    
(42, 42, 42)
>>> 

　　tuple函數：

　　 tuple函數的功能與list函數基本一樣：以一個序列作爲參數把它轉換爲元組。如果參數是數組，那麼該參數就會被原樣返回：

>>> tuple([1,2,3])
(1, 2, 3)
>>> tuple('abc')
('a', 'b', 'c')
>>> tuple((1,2,3))
(1, 2, 3)

　　元組其實就是數組，除了創建和訪問之外，沒有太多操作，和其他類型的序列操作類似：

>>> x=1,2,3
>>> x[1]
2
>>> x[0:2]  #元組的分片還是元組，就像列表的分片還是列表一樣
(1, 2)

　　那麼元組的存在意義是什麼呢，首先元組可以在映射中當做鍵使用，而列表不行；其次，元組作爲很多內建函數和方法的返回值存在。只要不涉及到修改元組，大部分情況下和列表基本功能相同。一般來說，列表可更能滿足對序列的所有要求。

 

  　　

       用到的函數總結：cmp(x,y)、len(seq)(返回序列長度)、list(seq)(把序列轉換成列表)、max(args)、min(args)、reverse(seq)(對序列進行反向迭代)、sorted(seq)(返回已排序的包含seq所有元素的列表)、tuple(seq)(把序列轉換成元組)