Python内置数据结构——列表

知识框架图

学习笔记

数据结构分类

数值

int、float、complex、bool都是class

int：长整型，没有上限，取决于内存区域大小

float：支持十进制和科学计数法，仅支持双精度

complex：复数，有实数和虚数部分

bool：int的子类，True、False对应1、0，可以和整数直接运算

序列对象

字符串str

列表list

元组tuple

键值对

集合set

字典dict

类型转换

int(x)：取整数部分

float(x)：返回浮点数

complex(x)、complex(x、y)：返回复数

bool(x)：返回bool值

数字处理函数

round()：四舍六入五取偶

.5：整数部分为偶数，向下取整；整数部分为奇数，向上取整

math模块，floor()：向下取整

math模块，ceil()：向上取整

x//y：x/y结果向下取整

min()

max()

pow(x,y)：x**y

math.sqrt()：开方

进制转换，返回字符串

bin()

oct()

hex()

math.pi π

math.e 自然常数

类型判断

type(obj)：返回值为类型，而不是字符串

obj为不同类型相加时，做隐式类型转换

isinstance(obj,class_or_tuple)：返回bool值

列表

队列

列表内的个体称为元素，有若干元素组成列表

元素可以是任意对象（数字、字符串、对象、列表），对象为列表时称为嵌套列表

列表内元素有顺序，可以使用索引

列表是线性的数据结构

使用[ ]表示

列表是可变的

各种数据结构的特点和差异

列表list：线性编址、内存上连续的地址空间；可迭代、可索引；可变的；允许在中间插入

链表：散落，手拉手，指针

队列queue：线性编址；不允许在中间插入；先进先出

栈stack：后进先出

列表操作

初始化定义

list()：定义新的空列表

list(iteratable)：使用可迭代对象初始化列表

列表不能一开始就定义大小

索引访问

索引，下标

正索引，从左至右，从0开始

负索引，从右至左，从-1开始

索引不能超界，否则引发IndexError

list[index]：使用索引访问列表中的元素

列表查询

index(value,[start,[stop]])

在指定区间查找与value匹配的元素

匹配第一个立即返回索引，匹配不到抛出ValueError异常

只能从左向右查找，不能使用负索引

时间复杂度O(n)

count(value)

返回列表中匹配value的次数

时间复杂度O(n)

len(list)：列表元素的个数

修改元素

list[index] = value，索引不能超界

增加、插入元素

append(obj)

在列表尾部追加元素，返回None，不产生新的列表，就地修改

时间复杂度O(1)

insert(index,obj)

在指定index处插入元素obj，返回None，不产生新的列表，就地修改

时间复杂度O(n)

index超出上界或下界则在尾部或头部追加

extend(iteratable)

将可迭代对象追加到列表中，返回None，不产生新的列表，就地修改

+

连接操作，将两个列表连接起来，产生新的列表，原列表不改变

本质上是调用_add_()方法

*

重复操作，将本列表元素重复n次，返回新的列表

复杂类型或引用类型：列表中再嵌套列表，使用*重复操作时，实际只是复制了内层元素的内存地址指向，结果是所有元素都指向同一内存地址，在这种情况下，修改任意内层元素，其他元素也会跟着改变

删除元素

remove(value)

从左至右查找第一个匹配value的值，移除该元素，返回None，就地修改

时间复杂度O(n)

pop([index])

不指定index，则从尾部弹出一个元素

指定index，则将index处元素弹出，索引超界IndexError错误

clear()

清空列表中的所有元素，留下空列表

其他操作

reverse()

将列表元素反转，返回None，就地修改

in

判断列表的从属关系或在指定列表中迭代

sort(key=None,reverse=False)

对列表元素进行排序，就地修改，默认升序

reverse为True则降序排列

key为函数，指定kay如何排序

sorted(iterable[, key][, reverse])

生成新的列表，不修改原有列表

列表复制

shadow copy

浅拷贝，影子拷贝，遇到引用类型时只是复制内存地址

deepcopy

深拷贝，遇到引用类型时将内存地址指向位置的内容原样复制

随机数

random

randint(a,b)：返回[a,b]之间的整数

choice(seq)：从非空序列中随机返回一个元素

randrange([start,] stop [,step])：从指定范围内返回一个随机数

shuffle(list)：就地打乱列表元素

sample(m,n)：从列表m中随机返回n个不同元素