Python内建容器类型

在 Python 中,有四类最常见的内建容器类型:列表(list)、元组(tuple)、字典(dict)、集合(set)。通过单独或是组合使用它们,可以高效的完成很多事情。

Python 是一门高级编程语言,它所提供的内置容器类型,都是经过高度封装和抽象后的结果。和“链表”、“红黑树”、“哈希表”这些名字相比,所有 Python 内建类型的名字,都只描述了这个类型的功能特点,其他人完全没法只通过这些名字了解它们的哪怕一丁点内部细节。这是 Python 编程语言的优势之一。相比 C 语言这类更接近计算机底层的编程语言,Python 重新设计并实现了对编程者更友好的内置容器类型,屏蔽掉了内存管理等额外工作。为我们提供了更好的开发体验。

列表-list

列表的特性:

  1. 有序的集合
  2. 通过偏移来索引,从而读取数据
  3. 支持嵌套
  4. 可变的类型
  5. 查找和插入元素的时间随元素增多而变慢,时间复杂度O(n)

元组-tuple

下面是元组和列表的几个区别。

1、元组是不可变的

The key difference is that tuples are immutable. This means that you cannot change the values in a tuple once you have created it.

最重要的区别:元组是不可变的,而列表是可变的

下面两点是元组的优点。

2、大小不同

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a = tuple(range(1000))
b = list(range(1000))

print(a.__sizeof__()) # 8024
print(b.__sizeof__()) # 9088

Due to the smaller size of a tuple operation, it becomes a bit faster, but not that much to mention about until you have a huge number of elements.

由于元组支持的操作比列表小, 所以元组会比列表稍稍快上那么一丢丢。但是除非你有巨量的数据要去处理,否者这一点不需要特别强调。

3、元组可以作为字典的key

You can’t use list as a dictionary identifier.

你不能将列表当作字典的key,而元组可以(因为元组是不可变的)。

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a = (1,2)
b = [1,2]

c = {a: 1} # OK
c = {b: 1} # Error (TypeError: unhashable type: 'list')

字典-dict

下面是字典的几个特点。

1、查找速度快

无论dict有10个元素还是10万个元素,查找速度都一样。而list的查找速度随着元素增加而逐渐下降。不过dict的查找速度快不是没有代价的,dict的缺点是占用内存大,还会浪费很多内容,list正好相反,占用内存小,但是查找速度慢。由于dict是按 key 查找,所以,在一个dict中,key不能重复。

2、存储的key-value序对没有顺序

这一点和list不一样。

当我们打印下面这个dict会得到:

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d = {
'Adam': 95,
'Lisa': 85,
'Bart': 59
}

print(d)
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{'Lisa': 85, 'Adam': 95, 'Bart': 59}

打印的顺序不一定是我们创建时的顺序,而且,不同的机器打印的顺序都可能不同,这说明dict内部是无序的,不能用dict存储有序的集合

3、作为 key 的元素必须不可变

Python的基本类型如字符串、整数、浮点数都是不可变的,都可以作为 key。但是list是可变的,就不能作为 key。不可变这个限制仅作用于key,value是否可变是无所谓的:

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{
'123': [1, 2, 3], # key 是 str,value是list
123: '123', # key 是 int,value 是 str
('a', 'b'): True # key 是 tuple,并且tuple的每个元素都是不可变对象,value是 boolean
}

最常用的key还是字符串,因为用起来最方便。

集合-set

dict的作用是建立一组 key 和一组 value 的映射关系,dict的key是不能重复的。有的时候,我们只想要 dict 的 key,不关心 key 对应的 value,目的就是保证这个集合的元素不会重复,这时,set就派上用场了。set 持有一系列元素,这一点和 list 很像,但是set的元素没有重复,而且是无序的,这点和 dict 的 key很像。

set的特点:

  1. set的内部结构和dict很像,唯一区别是不存储value,因此,判断一个元素是否在set中速度很快。
  2. set存储的元素和dict的key类似,必须是不变对象,因此,任何可变对象是不能放入set中的。
  3. set存储的元素也是没有顺序的。
  4. set不能包含重复的元素(set会自动去掉重复的元素)。

参考

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