python--序列,字符串,列表,元组,字典,集合内存分析⼀,什么是序列、
序列是⼀种数据存储⽅式,⽤来存储⼀系列的数据,在内存(堆内存)中,序列是⼀块⽤来存放多个值的连续的内存空间,其存储的值为所指向对象的地址。⽐如说a = [ 10 , 20 , 30 , 40 ]在内存中实际是按照以下⽅式存储的。下图中序列存储的是整数对象的地址,⽽不是整数对象的值。python中常⽤的序列结构有:字符串,列表,元组,字典,集合
列表:
⼀,什么是列表?
是⼀种⽤来存储任意数⽬,任意类型的数据集合。
⼆,列表的底层原理是什么?
参照上图
三,列表的三种创建⽅式
1.基本语法 [ ] 创建
a = [ 1, 2 , "abc" ]
a = [ ]
2,list()创建:使⽤list()可以将任何可迭代对象转化为列表
a = list( )
a = list(range(10))
注意:range的语法格式: range([start],end,[step])
start:可选,表⽰起始数字,默认是0
end:必选,表⽰结尾数字
step:可选,表⽰步长,默认是1,可正可负
python3中range()返回的是⼀个range对象,⽽不是列表,我们需要通过list()⽅法将其转换为列表对象
3.推导式⽣成列表
a = [ x*2 for x in range( 5 ) if x%3==0 ]
第⼀步:range(5)为,[ 0,1,2,3,4 ]
第⼆步:每个x分别乘2。[ 0,2,4,6,8 ]
第三步:判断是否为3的倍数。[ 6 ]
四,对列表的操作(添加元素,删除元素,访问元素,切⽚,排序)
添加元素(5种)
当列表增加和删除元素时,列表会⾃动进⾏内存管理,⼤⼤减少程序员的负担。但这个特点涉及列表元素的⼤量移动,效率较低。(当在中间插⼊或删除元素时,实质上是对数组的拷贝,故⽽效率较低)除⾮必要,我们⼀般只在列表的尾部添加元素或者删除元素,这会⼤⼤提⾼列表的操作效率。
1. append():原地修改列表对象,是真正的在列表尾部添加新的元素,速度最快,推荐使⽤。
2. +运算符操作:并不是真正的尾部添加元素,⽽是创建新的列表对象;将原列表的元素和新列表的元素依次复制到新的列表对象中。这样会涉及⼤量的复制操作,对于操作⼤量元素不建议使⽤
a = [20,40]
a = a + [50]
a = [20,40]
4.insert():使⽤insert()⽅法可以将制定元素插⼊到列表对象的任意指定位置。这样会让插⼊位置后⾯的所有的元素进⾏移动,会影响处理速度。涉及⼤量元素时,尽量避免使⽤。类似发⽣这种移动的函数还有:remove(),pop(),del(),它们在删除⾮尾部元素时也会发⽣操作位置后⾯元素的移动。
a = [20,40]
a.insert(索引,元素)
5.乘法扩展:使⽤乘法扩展列表,⽣成⼀个新列表,新列表元素由原列表多次重复。适⽤乘法操作的还有:字符串,元组
a = [20,40]
b = a*3
删除元素(3种,其内存原理参照上⽂insert()⽅法)
1.del删除:删除列表指定位置的元素()
a = [10,20,30]
del a[索引]
2.pop():删除并返回指定位置元素,如果未指定位置则默认操作列表最后⼀个元素
a = [10,20,30]
b = a.pop(索引)
a = [10,20,30]
访问元素(5种)
1.通过索引直接访问元素:可以通过索引直接访问元素,索引的区间在 [ 0 , 列表长度-1]这个范围。超过这个范围会抛出异常。
2.index():可以获取指定元素⾸次出现的索引位置并返回。语法:index(value , [ start , [ end] ] )。其中,start和end指定了搜索范围.
a = [10,20,30]
b = a.index(20,1,2)
4.len()返回列表长度
5.成员资格判断:判断列表中是否存在指定的元素,我们可以使⽤count()⽅法,返回0表⽰不存在,返回⼤于0表⽰存在。另外,⼀般可以使⽤in关键字来判断,直接返回true或false
a = [10,20,30]
20 in a
切⽚
切⽚适⽤于列表,元组,字符串等等(之前讲的烂⼤街了,不讲了)
注意⼀点:切⽚操作时,起始偏移量和终⽌偏移量不在[0 , 字符串长度-1]这个范围,也不会报错。起始偏移量⼩于0则会被当作0,终⽌偏移量⼤于“长度-1”会被当作-1
排序
sort():修改原列表,不建新列表。默认升序排列,降序reverse=true
sorted():不修改原列表,构建新列表
reverse():修改原列表,反向列表中元素
reversed():不对原列表做任何修改,只是返回⼀个逆序排列的迭代器对象。需要⽤list()⽅法进⾏处理,也可以⽤迭代器__next__⽅法逐个迭代
其他内置函数:
max(a),min(a),sum(a)
列表的拷贝
浅拷贝和深拷贝
元组
列表属于可变序列,可以任意修改列表中的元素。元组属于不可变序列,不能修改元组中的元素。因此,元组没有增加元素,修改元素,删除元素相关的⽅法。
元组⽀持如下操作:1.索引访问,2.切⽚操作,3.连接操作,4.成员关系操作,5.⽐较运算操作,6.计数:
len(),max(),min(),sum()
元组的创建
1.通过()创建元组,⼩括号可以省略。如果元组只有⼀个元素,则必须后⾯加上逗号。这是因为解释
器会把(1)解释为整数1,(1,)解释为元组
a = (10,20,30)或者a = 10,20,30
2.tuple(可迭代对象)创建元组
总结:tuple()可以接收列表,字符串,其他序列类型,迭代器等⽣成元组
list()可以接收元组,字符串,其他序列类型,迭代器等⽣成列表
3.zip(列表1,列表2,...)将多个列表对应位置的元素组合为元组,并返回这个zip对象(zip对象需要list()或者tuple()来进⾏处理)
4.⽣成器推导式创建元组:
从形式上来看,⽣成器推导式与列表推导式类似,只是⽣成器推导式使⽤⼩括号。列表推导式直接⽣成列表对象,⽣成器推导式⽣成的不是列表也不是元组,⽽是⼀个⽣成器对象。
可以通过⽣成器对象,转化成列表或者元组。也可以使⽤⽣成器对象的__next__()⽅法进⾏遍历,或者直接作为迭代器对象进⾏使⽤。不管⽤什么⽅式使⽤,元素访问结束后,如果需要重新访问其中的元素,必须重新创建该⽣成器对象。
元组的访问
元组的元素访问和列表⼀样,只不过返回的对象仍然是元组
元组的排序
列表关于排序的⽅法list.sorted()是修改列表对象,元组没有该⽅法。如果需要对元组进⾏排序,只能使⽤内置函数sorted(tupleObj),并⽣成新的列表对象
元组的总结
1.元组的核⼼特点是:不可变序列。
2.元组的访问和处理速度⽐列表快
3.与整数和字符串⼀样,元组可以作为字典的键,列表则永远不能作为字典的键使⽤。
字典
字典的创建
1.通过{},dict()来创建字典对象
a = {'name':'wbh','age':20,'school':'xd'}
b = dict('name'='wbh','age'=20,'school'='xd')
c = dict([('name','wbh'),('age',20)])
d = {}
e = dict()
2.通过zip()创建
f = dict(zip(key_list,value_list))
3.通过fromkeys创建值为空的字典
g = dict.fromkeys([key1,key2,key3]) #值为none
字典元素的访问
1,通过[ 键 ]获得“值”。若值不存在,则抛出异常
2,通过get(键)⽅法获得“值”。推荐使⽤:优点:指定键不存在,则返回none;也可以设置键不存在时默认返回的对象
3,列出所有的键值对:a.items()
4,列出所有的键:a.keys()
5,列出所有的值:a.values()
6,len():输出键值对的个数
7,检测⼀个“键”是否在字典中:“键” in a
字典元素的添加,修改,删除
1,给字典新增“键值对”。如果“键”已经存在,则覆盖旧的键值对;如果‘’键“不存在,则新增”键值对“。
a['键'] = 值
2,使⽤update()将新字典中所有键值对全部添加到旧的字典对象上。如果key有重复,则直接覆盖
a.update(b)
3,字典中元素的删除,可以使⽤del()⽅法;或者clear()删除所有的键值对;pop(0删除指定键值对,并返回对应的”值对象“
del(a['name'])
a.clear()
b = a.pop('age')
4,popitem():随即删除和返回该键值对。字典是”⽆需可变序列“,因此没有第⼀个元素,最后⼀个元素的概念(可以类⽐想想集合);popitem()弹出随机的项,因为字典并没有”最后的元素“或者其他有关顺序的概。若想⼀个接⼀个地移除并处理项,这个⽅法就⾮常有效字典核⼼底层原理
字典对象地核⼼是散列表。散列表⾥是⼀个稀疏数组(总是有空⽩元素的数组),数组的每个单元叫做bucket。每个bucket由两部分:⼀个是键对象的引⽤,⼀个是值对象的引⽤。由于所有的bucket结构和⼤⼩⼀致,所以可以通过偏移量来读取指定bucket。
将⼀个键值对放进字典的底层过程
假设字典对象a创建完成后,数组长度为8:
我们如果要把“name” = “wbh”这个键值对放到对应的字典对象a中,⾸先第⼀步需要计算“name”的散列值。python中可以通过hash()来计算。由于数组长度为8,我们可以拿计算出的散列值的最右边3位数字作为偏移量,查看偏移量对应的bucket是否为空。如果为空,则将
键值对放进去。如果不为空,则依次取右边3位作为偏移量。当数组被填满⾄⼀定程度时,会⾃动进⾏扩容。
根据键查“键值对”的底层过程
当我们调⽤a.get('name'),时。程序第⼀步会先计算“name”对象的散列值。和存储的底层流程算法⼀致,也是依次取散列值的不同位置的数字。假设数组长度为8,我们可以拿计算出的散列值的最右边3位数字作为偏移量。查看偏移量对应的bucket是否为空。如果为空,则返回None。如果不为空,则将这个bucket的键对象计算散列值,和我们的散列值进⾏⽐较,如果相等,则将对应的“值对象”返回。如果不相等,则再依次取其他⼏位数字,重新计算偏移量。依次取完后仍然没有到,则返回None
集合python获取数组长度
集合的创建和删除
集合相关操作
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