数据结构

数据结构一直以来就是我学编程的一个问题，因为我是主修硬件对编程的一些概念不是很清楚所以很多理解只能靠记和背很难说出自己的理解。

列表

列表的定义：
列表是有序集合，没有固定大小，能够保存任意数量任意类型的 Python 对象，语法为 [元素1, 元素2, …, 元素n]。

列表添加的公式：

• list.extend(seq) 在列表末尾一次性追加另一个序列中的多个值（用新列表扩展原来的列表）
• list.append(obj) 在列表末尾添加新的对象，只接受一个参数，参数可以是任何数据类型，被追加的元素在 list 中保持着原结构类型。
• list.insert(index, obj) 在编号 index 位置插入 obj。
• list.remove(obj) 移除列表中某个值的第一个匹配项
• del var1[, var2 ……] 删除单个或多个对象。

几个注意的点：

由于list的元素可以是任何对象，因此列表中所保存的是对象的指针。即使保存一个简单的[1,2,3]，也有3个指针和3个整数对象。
list.extend(seq) 在列表末尾一次性追加另一个序列中的多个值（用新列表扩展原来的列表），而append 是追加，把一个东西整体添加在列表后。

列表的一些操作：

• 等号操作符：==
• 连接操作符 +
• 重复操作符 *
• 成员关系操作符 in、not in
• list.count(obj) 统计某个元素在列表中出现的次数
• list.reverse() 反向列表中元素
• list.sort(key=None, reverse=False) 对原列表进行排序
• key – 主要是用来进行比较的元素，只有一个参- 数，具体的函数的参数就是取自于可迭代对象中，指定可迭代对象中的一个元素来进行排序。
• reverse – 排序规则，reverse = True 降序， reverse = False 升序（默认）。
• 该方法没有返回值，但是会对列表的对象进行排序。

元组

「元组」定义语法为：(元素1, 元素2, …, 元素n)

创建和访问一个元组：

• Python 的元组与列表类似，不同之处在于tuple被创建后就不能对其进行修改，类似字符串。
• 元组使用小括号，列表使用方括号。
• 元组与列表类似，也用整数来对它进行索引 (indexing) 和切片 (slicing)。
• 创建元组可以用小括号 ()，也可以什么都不用，为了可读性，建议还是用 ()。
• 元组中只包含一个元素时，需要在元素后面添加逗号，否则括号会被当作运算符使用。

更新和删除一个元组：

注：元组有不可更改 (immutable) 的性质，因此不能直接给元组的元素赋值，但是只要元组中的元素可更改 (mutable)，那么我们可以直接更改其元素，注意这跟赋值其元素不同。

元组相关的操作符：

• 等号操作符：==
• 连接操作符 +
• 重复操作符 *
• 成员关系操作符 in、not in

「等号 ==」，只有成员、成员位置都相同时才返回True。

元组拼接有两种方式，用「加号 +」和「乘号 *」，前者首尾拼接，后者复制拼接。

内置方法：

元组从单纯看电子书来看是一个很有局限性的数据类，大小和内容都不能改变。可以利用在一些固有数据上

• count(‘python’) 是记录在元组 t 中该元素出现几次，显然是 1 次
• index(10.31) 是找到该元素在元组 t 的索引，显然是 1

字符串

字符串的定义

• Python 中字符串被定义为引号之间的字符集合。
• Python 支持使用成对的 单引号 或 双引号。
• Python 的常用转义字符
  

字符串的切片与拼接

• 类似于元组具有不可修改性
• 从 0 开始 (和 Java 一样)
• 切片通常写成 start:end 这种形式，包括「start 索引」对应的元素，不包括「end索引」对应的元素。
• 索引值可正可负，正索引从 0 开始，从左往右；负索引从 -1 开始，从右往左。使用负数索引时，会从最后一个元素开始计数。最后一个元素的位置编号是 -1。

字符串的常用内置方法

• capitalize() 将字符串的第一个字符转换为大写。
• lower() 转换字符串中所有大写字符为小写。
• upper() 转换字符串中的小写字母为大写。
• swapcase() 将字符串中大写转换为小写，小写转换为大写。
• count(str, beg= 0,end=len(string)) 返回str在 string 里面出现的次数，如果beg或者end指定则返回指定范围内str出现的次数。
• endswith(suffix, beg=0, end=len(string)) 检查字符串是否以指定子字符串 suffix 结束，如果是，返回 True，否则返回 False。如果 beg 和 end 指定值，则在指定范围内检查。
• startswith(substr, beg=0,end=len(string)) 检查字符串是否以指定子字符串 substr 开头，如果是，返回 True，否则返回 False。如果 beg 和 end 指定值，则在指定范围内检查。
• find(str, beg=0, end=len(string)) 检测 str 是否包含在字符串中，如果指定范围 beg 和 end，则检查是否包含在指定范围内，如果包含，返回开始的索引值，否则返回 -1。
• rfind(str, beg=0,end=len(string)) 类似于 find() 函数，不过是从右边开始查找。
• isnumeric() 如果字符串中只包含数字字符，则返回 True，否则返回 False。
• ljust(width[, fillchar])返回一个原字符串左对齐，并使用fillchar（默认空格）填充至长度width的新字符串。
• rjust(width[, fillchar])返回一个原字符串右对齐，并使用fillchar（默认空格）填充至长度width的新字符串。
• lstrip([chars]) 截掉字符串左边的空格或指定字符。
• rstrip([chars]) 删除字符串末尾的空格或指定字符。
• strip([chars]) 在字符串上执行lstrip()和rstrip()。
• partition(sub) 找到子字符串sub，把字符串分为一个三元组(pre_sub,sub,fol_sub)，如果字符串中不包含sub则返回(‘原字符串’,’’,’’)。
• rpartition(sub)类似于partition()方法，不过是从右边开始查找。
• replace(old, new [, max]) 把 将字符串中的old替换成new，如果max指定，则替换不超过max次。
• split(str="", num) 不带参数默认是以空格为分隔符切片字符串，如果num参数有设置，则仅分隔num个子字符串，返回切片后的子字符串拼接的列表。
• splitlines([keepends]) 按照行(’\r’, ‘\r\n’, \n’)分隔，返回一个包含各行作为元素的列表，如果参数keepends为 False，不包含换行符，如果为 True，则保留换行符。
• maketrans(intab, outtab) 创建字符映射的转换表，第一个参数是字符串，表示需要转换的字符，第二个参数也是字符串表示转换的目标。
• translate(table, deletechars="") 根据参数table给出的表，转换字符串的字符，要过滤掉的字符放到deletechars参数中。

字符串格式化

• format 格式化函数
• Python 字符串格式化符号
  
• 格式化操作符辅助指令
  

字典

可变类型与不可变类型

• 序列是以连续的整数为索引，与此不同的是，字典以"关键字"为索引，关键字可以是任意不可变类型，通常用字符串或数值。
• 字典是 Python 唯一的一个 映射类型，字符串、元组、列表属于序列类型。

那么如何快速判断一个数据类型 X 是不是可变类型的呢？两种方法：

• 麻烦方法：用 id(X) 函数，对 X 进行某种操作，比较操作前后的 id，如果不一样，则 X 不可变，如果一样，则 X 可变。
• 便捷方法：用 hash(X)，只要不报错，证明 X 可被哈希，即不可变，反过来不可被哈希，即可变。

知识点：

• 数值、字符和元组 都能被哈希，因此它们是不可变类型。
• 列表、集合、字典不能被哈希，因此它是可变类型。

字典的定义

字典是无序的键:值（key:value）对集合，键必须是互不相同的（在同一个字典之内）。

• dict 内部存放的顺序和 key 放入的顺序是没有关系的。
• dict 查找和插入的速度极快，不会随着 key 的增加而增加，但是需要占用大量的内存。

字典 定义语法为 {元素1, 元素2, …, 元素n}

• 其中每一个元素是一个「键值对」-- 键:值 (key:value)
• 关键点是「大括号 {}」,「逗号 ,」和「冒号 :」
• 大括号 – 把所有元素绑在一起
• 逗号 – 将每个键值对分开
• 冒号 – 将键和值分开