编程指南中文版数据结构.docx

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编程指南中文版数据结构

v26编程指南中文版数据结构

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ThePythonTutorial?

5.DataStructures数据结构?

Thischapterdescribessomethingsyou'velearnedaboutalreadyinmoredetail,andaddssomenewthingsaswell.

本章将更加详细的介绍一些你已经了解的东西，另外我们还会添加一些新的东西。

5.1.MoreonListsList的更多细节?

Thelistdatatypehassomemoremethods.Hereareallofthemethodsoflistobjects：

List数据类型还有其他的一些方法。

如下是List的所有方法：

list.append（x）

Addanitemtotheendofthelist；equivalenttoa[len（a）：

]=[x].list.extend（L）

Extendthelistbyappendingalltheitemsinthegivenlist；equivalenttoa[len（a）：

]=L.list.insert（i,x）

Insertanitematagivenposition.Thefirstargumentistheindexoftheelementbeforewhichtoinsert,soa.insert（0,x）insertsatthefrontofthelist,anda.insert（len（a）,x）isequivalenttoa.append（x）.list.remove（x）

Removethefirstitemfromthelistwhosevalueisx.Itisanerrorifthereisnosuchitem.list.pop（[i]）

Removetheitematthegivenpositioninthelist,andreturnit.Ifnoindexisspecified,a.pop（）removesandreturnsthelastiteminthelist.（Thesquarebracketsaroundtheiinthemethodsignaturedenotethattheparameterisoptional,notthatyoushouldtypesquarebracketsatthatposition.YouwillseethisnotationfrequentlyinthePythonLibraryReference.）list.index（x）

Returntheindexinthelistofthefirstitemwhosevalueisx.Itisanerrorifthereisnosuchitem.list.count（x）

Returnthenumberoftimesxappearsinthelist.list.sort（）

Sorttheitemsofthelist,inplace.list.reverse（）

Reversetheelementsofthelist,inplace.Anexamplethatusesmostofthelistmethods：

如下的例子用到了上述的大部分方法：

a=[66.25,333,333,1,1234.5]printa.count（333）,a.count（66.25）,a.count（'x'）210a.insert（2,-1）a.append（333）a[66.25,333,-1,333,1,1234.5,333]a.index（333）1a.remove（333）a[66.25,-1,333,1,1234.5,333]a.reverse（）a[333,1234.5,1,333,-1,66.25]a.sort（）a[-1,1,66.25,333,333,1234.5]

5.1.1.UsingListsasStacks将list作为堆栈使用?

Thelistmethodsmakeitveryeasytousealistasastack,wherethelastelementaddedisthefirstelementretrieved（"last-in,first-out"）.Toaddanitemtothetopofthestack,useappend（）.Toretrieveanitemfromthetopofthestack,usepop（）withoutanexplicitindex.Forexample：

list的方法可以让List很轻易的变成一个堆栈来使用，而堆栈的特点就是最后一个被添加的数字最先被返回（"last-in,first-out"）。

在堆栈的顶部添加一个元素，使用append（）方法，返回堆栈顶部的元素，使用没有显式指定索引的pop（）方法：

stack=[3,4,5]stack.append（6）stack.append（7）stack[3,4,5,6,7]stack.pop（）7stack[3,4,5,6]stack.pop（）6stack.pop（）5stack[3,4]

5.1.2.UsingListsasQueues将List当做队列?

Itisalsopossibletousealistasaqueue,wherethefirstelementaddedisthefirstelementretrieved（"first-in,first-out"）；however,listsarenotefficientforthispurpose.Whileappendsandpopsfromtheendoflistarefast,doinginsertsorpopsfromthebeginningofalistisslow（becausealloftheotherelementshavetobeshiftedbyone）.

同样也可以将List作为队列使用，队列的特点是最先添加的数据最先返回（"first-in,first-out"）；不过，List对此来说并不高效。

将一个元素从尾部添加或者取出非常快，但是在List的顶部添加或者取出就会变得较慢了（因为其他的元素都将产生移位）。

Toimplementaqueue,usecollections.dequewhichwasdesignedtohavefastappendsandpopsfrombothends.Forexample：

可以用collections.deque去实现一个队列，它恰恰是为了快速从两端添加或者取出数据的。

比如：

fromcollectionsimportdequequeue=deque（["Eric","John","Michael"]）queue.append（"Terry"）#Terryarrivesqueue.append（"Graham"）#Grahamarrivesqueue.popleft（）#Thefirsttoarrivenowleaves'Eric'queue.popleft（）#Thesecondtoarrivenowleaves'John'queue#Remainingqueueinorderofarrivaldeque（['Michael','Terry','Graham']）

5.1.3.FunctionalProgrammingTools功能性编程工具?

Therearethreebuilt-infunctionsthatareveryusefulwhenusedwithlists：

filter（）,map（）,andreduce（）.

有三个内置的函数在同list一起使用的时候非常有用：

filter（）,map（）,andreduce（）。

filter（function,sequence）returnsasequenceconsistingofthoseitemsfromthesequenceforwhichfunction（item）istrue.Ifsequenceisastringortuple,theresultwillbeofthesametype；otherwise,itisalwaysalist.Forexample,tocomputesomeprimes：

filter（function,sequence）返回序列中function（item）测试为真的所有元素的列表。

如果sequence是一个string或者tuple，会返回和它一样的类型，否则返回一个list。

deff（x）：

returnx%2！

=0andx%3！

=0.filter（f,range（2,25））[5,7,11,13,17,19,23]map（function,sequence）callsfunction（item）foreachofthesequence'sitemsandreturnsalistofthereturnvalues.Forexample,tocomputesomecubes：

map（function,sequence）对队列中的每个元素调用function（item）函数，并且返回函数所有返回值的列表。

比如，计算一些立方数：

defcube（x）：

returnx*x*x.map（cube,range（1,11））[1,8,27,64,125,216,343,512,729,1000]Morethanonesequencemaybepassed；thefunctionmustthenhaveasmanyargumentsastherearesequencesandiscalledwiththecorrespondingitemfromeachsequence（orNoneifsomesequenceisshorterthananother）.Forexample：

可以传入多个队列；不过函数必须也要有和序列数（orNoneifsomesequenceisshorterthananother）一样的形参数，每个队列对应一个形参。

如下：

seq=range（8）defadd（x,y）：

returnx+y.map（add,seq,seq）[0,2,4,6,8,10,12,14]reduce（function,sequence）returnsasinglevalueconstructedbycallingthebinaryfunctionfunctiononthefirsttwoitemsofthesequence,thenontheresultandthenextitem,andsoon.Forexample,tocomputethesumofthenumbers1through10：

reduce（function,sequence）返回二参数函数function在元素上的值，其中，函数首先计算前两个元素的值，再将返回值与第三个元素计算，依次计算得到最后结果。

比如，如下例子计算1到10的和：

defadd（x,y）：

returnx+y.reduce（add,range（1,11））55Ifthere'sonlyoneiteminthesequence,itsvalueisreturned；ifthesequenceisempty,anexceptionisraised.

如果序列中仅有一个元素，该元素的值被返回；如果序列为空，则会抛出异常。

Athirdargumentcanbepassedtoindicatethestartingvalue.Inthiscasethestartingvalueisreturnedforanemptysequence,andthefunctionisfirstappliedtothestartingvalueandthefirstsequenceitem,thentotheresultandthenextitem,andsoon.Forexample,

也可以传入第三个参数用以表示初始值。

在这种情况下，如果序列为空，则返回该值，部位空的话，则最开始计算该值与第一个元素，然后他们的结果再和第二个数计算，等等。

如下：

defsum（seq）：

.defadd（x,y）：

returnx+y.returnreduce（add,seq,0）.sum（range（1,11））55sum（）0Don'tusethisexample'sdefinitionofsum（）：

sincesummingnumbersissuchacommonneed,abuilt-infunctionsum（sequence）isalreadyprovided,andworksexactlylikethis.

不要使用例子中sum（）的定义：

因为求和函数很常用，所以一个内建的sum（sequence）的已经被提供。

Newinversion2.3.5.1.4.ListComprehensions?

Listcomprehensionsprovideaconcisewaytocreatelistswithoutresortingtouseofmap（）,filter（）and/orlambda.Theresultinglistdefinitiontendsoftentobeclearerthanlistsbuiltusingthoseconstructs.Eachlistcomprehensionconsistsofanexpressionfollowedbyaforclause,thenzeroormorefororifclauses.Theresultwillbealistresultingfromevaluatingtheexpressioninthecontextoftheforandifclauseswhichfollowit.Iftheexpressionwouldevaluatetoatuple,itmustbeparenthesized.

Listcomprehension提供了一种创建List的简便方式，该方式无需使用map（），filter（）和/或者lambda。

list采用这种结构的定义通常比List的建立过程要直观得多。

每一个listcomprehension由一个表达式，以及表达式后的一个for从句，然后0个或者多个for或者if从句组成。

如果表达式想要表达为一个tuple，必须用括号括起来。

freshfruit=['banana','loganberry','passionfruit'][weapon.strip（）forweaponinfreshfruit]['banana','loganberry','passionfruit']vec=[2,4,6][3*xforxinvec][6,12,18][3*xforxinvecifx3][12,18][3*xforxinvecifx2][[x,x*2]forxinvec][[2,4],[4,16],[6,36]][x,x*2forxinvec]#error-parensrequiredfortuplesFile"stdin",line1,in?

[x,x*2forxinvec]^SyntaxError：

invalidsyntax[（x,x*2）forxinvec][（2,4）,（4,16）,（6,36）]vec1=[2,4,6]vec2=[4,3,-9][x*yforxinvec1foryinvec2][8,6,-18,16,12,-36,24,18,-54][x+yforxinvec1foryinvec2][6,5,-7,8,7,-5,10,9,-3][vec1[i]*vec2[i]foriinrange（len（vec1））][8,12,-54]Listcomprehensionsaremuchmoreflexiblethanmap（）andcanbeappliedtocomplexexpressionsandnestedfunctions：

Listcomprehensions比起map（）来说适应性更好，而且可以应用到复杂的表达式和内嵌函数：

[str（round（355/113.0,i））foriinrange（1,6）]['3.1','3.14','3.142','3.1416','3.14159']5.1.5.NestedListComprehensions内嵌ListComprehensions?

Ifyou'vegotthestomachforit,listcomprehensionscanbenested.Theyareapowerfultoolbut–likeallpowerfultools–theyneedtobeusedcarefully,ifatall.

Considerthefollowingexampleofa3x3matrixheldasalistcontainingthreelists,onelistperrow：

如果这很对你的胃口，（我想说）listcomprehension还能够被嵌套。

这是非常强大的工具，不过和许多其他强大工具一样，你也必须小心谨慎的使用。

考虑如下的例子，一个内含3个List的list所表示的3x3的矩阵，每个子list表示一行：

mat=[.[1,2,3],.[4,5,6],.[7,8,9],.]Now,ifyouwantedtoswaprowsandcolumns,youcouldusealistcomprehension：

现在，如果你想交换行和列，你可以使用listcomprehension：

print[[row[i]forrowinmat]foriin[0,1,2]][[1,4,7],[2,5,8],[3,6,9]]Specialcarehastobetakenforthenestedlistcomprehension：

对于内嵌的listcomprehension你需要特别的留意：

Toavoidapprehensionwhennestinglistcomprehensions,readfromrighttoleft.为了消除嵌套listcomprehensions的忧虑，（我们）从右到左阅读。

Amoreverboseversionofthissnippetshowstheflowexplicitly：

下面是一段关于上述代码流程的详细表达：

foriin[0,1,2]：

forrowinmat：

printrow[i],printInrealworld,youshouldpreferbuilt-infunctionstocomplexflowstatements.Thezip（）functionwoulddoagreatjobforthisusecase：

在真实世界中，你应该更多的使用内建函数，而不是复杂的流程语句。

zip（）函数在这种情况下起了很大的作用：

zip（*mat）[（1,4,7）,（2,5,8）,（3,6,9）]SeeUnpackingArgumentListsfordetailsontheasteriskinthisline.

参阅UnpackingArgumentLists来获取更多关于本行中星号的细节。

5.2.Thedelstatement?

Thereisawaytoremoveanitemfromalistgivenitsindexinsteadofitsvalue：

thedelstatement.Thisdiffersfromthepop（）methodwhichreturnsavalue.Thedelstatementcanalsobeusedtoremoveslicesfromalistorcleartheentirelist（whichwedidearlierbyassignmentofanemptylisttotheslice）.Forexample：

这里提供了一种给出索引而不是值对List中元素进行删除的方法：

del语句。

与返回一个值的pop（）方法不同。

del语句也可以用于删除List中的一个切片甚至是整个list（早些章节里面我们提到的将一个空List赋值给切片）。

比如：

a=[-1,1,66.25,333,333,1234.5]dela[0]a[1,66.25,333,333,1234.5]dela[2：

4]a[1,66.25,1234.5]dela[：

]adelcanalsobeusedtodeleteentirevariables：

del亦可以用来删除整个变量：

delaReferencingthenameahereafterisanerror（atleastuntilanothervalueisassignedtoit）.We'llfindotherusesfordellater.

在此以后（直到它被赋值为另一个值）引用名字a将产生错误。

我们将在后面探索更多del的用法。

5.3.TuplesandSequencesTuples和序列?

Wesawthatlistsandstringshave