5. Data Structures¶
This chapter describes some things you’ve learned about already in more detail, and adds some new things as well.
5.1. More on Lists¶
The list data type has some more methods. Here are all of the methods of list objects:
Add an item to the end of the list. Equivalent to a[len(a):] = [x] .
list. extend ( iterable )
Extend the list by appending all the items from the iterable. Equivalent to a[len(a):] = iterable .
Insert an item at a given position. The first argument is the index of the element before which to insert, so a.insert(0, x) inserts at the front of the list, and a.insert(len(a), x) is equivalent to a.append(x) .
Remove the first item from the list whose value is equal to x. It raises a ValueError if there is no such item.
Remove the item at the given position in the list, and return it. If no index is specified, a.pop() removes and returns the last item in the list. (The square brackets around the i in the method signature denote that the parameter is optional, not that you should type square brackets at that position. You will see this notation frequently in the Python Library Reference.)
Remove all items from the list. Equivalent to del a[:] .
Return zero-based index in the list of the first item whose value is equal to x. Raises a ValueError if there is no such item.
The optional arguments start and end are interpreted as in the slice notation and are used to limit the search to a particular subsequence of the list. The returned index is computed relative to the beginning of the full sequence rather than the start argument.
Return the number of times x appears in the list.
list. sort ( * , key = None , reverse = False )
Sort the items of the list in place (the arguments can be used for sort customization, see sorted() for their explanation).
Reverse the elements of the list in place.
Return a shallow copy of the list. Equivalent to a[:] .
An example that uses most of the list methods:
You might have noticed that methods like insert , remove or sort that only modify the list have no return value printed – they return the default None . 1 This is a design principle for all mutable data structures in Python.
Another thing you might notice is that not all data can be sorted or compared. For instance, [None, ‘hello’, 10] doesn’t sort because integers can’t be compared to strings and None can’t be compared to other types. Also, there are some types that don’t have a defined ordering relation. For example, 3+4j < 5+7j isn’t a valid comparison.
5.1.1. Using Lists as Stacks¶
The list methods make it very easy to use a list as a stack, where the last element added is the first element retrieved (“last-in, first-out”). To add an item to the top of the stack, use append() . To retrieve an item from the top of the stack, use pop() without an explicit index. For example:
5.1.2. Using Lists as Queues¶
It is also possible to use a list as a queue, where the first element added is the first element retrieved (“first-in, first-out”); however, lists are not efficient for this purpose. While appends and pops from the end of list are fast, doing inserts or pops from the beginning of a list is slow (because all of the other elements have to be shifted by one).
To implement a queue, use collections.deque which was designed to have fast appends and pops from both ends. For example:
5.1.3. List Comprehensions¶
List comprehensions provide a concise way to create lists. Common applications are to make new lists where each element is the result of some operations applied to each member of another sequence or iterable, or to create a subsequence of those elements that satisfy a certain condition.
For example, assume we want to create a list of squares, like:
Note that this creates (or overwrites) a variable named x that still exists after the loop completes. We can calculate the list of squares without any side effects using:
which is more concise and readable.
A list comprehension consists of brackets containing an expression followed by a for clause, then zero or more for or if clauses. The result will be a new list resulting from evaluating the expression in the context of the for and if clauses which follow it. For example, this listcomp combines the elements of two lists if they are not equal:
and it’s equivalent to:
Note how the order of the for and if statements is the same in both these snippets.
If the expression is a tuple (e.g. the (x, y) in the previous example), it must be parenthesized.
List comprehensions can contain complex expressions and nested functions:
5.1.4. Nested List Comprehensions¶
The initial expression in a list comprehension can be any arbitrary expression, including another list comprehension.
Consider the following example of a 3×4 matrix implemented as a list of 3 lists of length 4:
The following list comprehension will transpose rows and columns:
As we saw in the previous section, the inner list comprehension is evaluated in the context of the for that follows it, so this example is equivalent to:
which, in turn, is the same as:
In the real world, you should prefer built-in functions to complex flow statements. The zip() function would do a great job for this use case:
See Unpacking Argument Lists for details on the asterisk in this line.
5.2. The del statement¶
There is a way to remove an item from a list given its index instead of its value: the del statement. This differs from the pop() method which returns a value. The del statement can also be used to remove slices from a list or clear the entire list (which we did earlier by assignment of an empty list to the slice). For example:
del can also be used to delete entire variables:
Referencing the name a hereafter is an error (at least until another value is assigned to it). We’ll find other uses for del later.
5.3. Tuples and Sequences¶
We saw that lists and strings have many common properties, such as indexing and slicing operations. They are two examples of sequence data types (see Sequence Types — list, tuple, range ). Since Python is an evolving language, other sequence data types may be added. There is also another standard sequence data type: the tuple.
A tuple consists of a number of values separated by commas, for instance:
As you see, on output tuples are always enclosed in parentheses, so that nested tuples are interpreted correctly; they may be input with or without surrounding parentheses, although often parentheses are necessary anyway (if the tuple is part of a larger expression). It is not possible to assign to the individual items of a tuple, however it is possible to create tuples which contain mutable objects, such as lists.
Though tuples may seem similar to lists, they are often used in different situations and for different purposes. Tuples are immutable , and usually contain a heterogeneous sequence of elements that are accessed via unpacking (see later in this section) or indexing (or even by attribute in the case of namedtuples ). Lists are mutable , and their elements are usually homogeneous and are accessed by iterating over the list.
A special problem is the construction of tuples containing 0 or 1 items: the syntax has some extra quirks to accommodate these. Empty tuples are constructed by an empty pair of parentheses; a tuple with one item is constructed by following a value with a comma (it is not sufficient to enclose a single value in parentheses). Ugly, but effective. For example:
The statement t = 12345, 54321, ‘hello!’ is an example of tuple packing: the values 12345 , 54321 and ‘hello!’ are packed together in a tuple. The reverse operation is also possible:
This is called, appropriately enough, sequence unpacking and works for any sequence on the right-hand side. Sequence unpacking requires that there are as many variables on the left side of the equals sign as there are elements in the sequence. Note that multiple assignment is really just a combination of tuple packing and sequence unpacking.
5.4. Sets¶
Python also includes a data type for sets. A set is an unordered collection with no duplicate elements. Basic uses include membership testing and eliminating duplicate entries. Set objects also support mathematical operations like union, intersection, difference, and symmetric difference.
Curly braces or the set() function can be used to create sets. Note: to create an empty set you have to use set() , not <> ; the latter creates an empty dictionary, a data structure that we discuss in the next section.
Here is a brief demonstration:
Similarly to list comprehensions , set comprehensions are also supported:
5.5. Dictionaries¶
Another useful data type built into Python is the dictionary (see Mapping Types — dict ). Dictionaries are sometimes found in other languages as “associative memories” or “associative arrays”. Unlike sequences, which are indexed by a range of numbers, dictionaries are indexed by keys, which can be any immutable type; strings and numbers can always be keys. Tuples can be used as keys if they contain only strings, numbers, or tuples; if a tuple contains any mutable object either directly or indirectly, it cannot be used as a key. You can’t use lists as keys, since lists can be modified in place using index assignments, slice assignments, or methods like append() and extend() .
It is best to think of a dictionary as a set of key: value pairs, with the requirement that the keys are unique (within one dictionary). A pair of braces creates an empty dictionary: <> . Placing a comma-separated list of key:value pairs within the braces adds initial key:value pairs to the dictionary; this is also the way dictionaries are written on output.
The main operations on a dictionary are storing a value with some key and extracting the value given the key. It is also possible to delete a key:value pair with del . If you store using a key that is already in use, the old value associated with that key is forgotten. It is an error to extract a value using a non-existent key.
Performing list(d) on a dictionary returns a list of all the keys used in the dictionary, in insertion order (if you want it sorted, just use sorted(d) instead). To check whether a single key is in the dictionary, use the in keyword.
Here is a small example using a dictionary:
The dict() constructor builds dictionaries directly from sequences of key-value pairs:
In addition, dict comprehensions can be used to create dictionaries from arbitrary key and value expressions:
When the keys are simple strings, it is sometimes easier to specify pairs using keyword arguments:
5.6. Looping Techniques¶
When looping through dictionaries, the key and corresponding value can be retrieved at the same time using the items() method.
When looping through a sequence, the position index and corresponding value can be retrieved at the same time using the enumerate() function.
To loop over two or more sequences at the same time, the entries can be paired with the zip() function.
To loop over a sequence in reverse, first specify the sequence in a forward direction and then call the reversed() function.
To loop over a sequence in sorted order, use the sorted() function which returns a new sorted list while leaving the source unaltered.
Using set() on a sequence eliminates duplicate elements. The use of sorted() in combination with set() over a sequence is an idiomatic way to loop over unique elements of the sequence in sorted order.
It is sometimes tempting to change a list while you are looping over it; however, it is often simpler and safer to create a new list instead.
5.7. More on Conditions¶
The conditions used in while and if statements can contain any operators, not just comparisons.
The comparison operators in and not in are membership tests that determine whether a value is in (or not in) a container. The operators is and is not compare whether two objects are really the same object. All comparison operators have the same priority, which is lower than that of all numerical operators.
Comparisons can be chained. For example, a < b == c tests whether a is less than b and moreover b equals c .
Comparisons may be combined using the Boolean operators and and or , and the outcome of a comparison (or of any other Boolean expression) may be negated with not . These have lower priorities than comparison operators; between them, not has the highest priority and or the lowest, so that A and not B or C is equivalent to (A and (not B)) or C . As always, parentheses can be used to express the desired composition.
The Boolean operators and and or are so-called short-circuit operators: their arguments are evaluated from left to right, and evaluation stops as soon as the outcome is determined. For example, if A and C are true but B is false, A and B and C does not evaluate the expression C . When used as a general value and not as a Boolean, the return value of a short-circuit operator is the last evaluated argument.
It is possible to assign the result of a comparison or other Boolean expression to a variable. For example,
Note that in Python, unlike C, assignment inside expressions must be done explicitly with the walrus operator := . This avoids a common class of problems encountered in C programs: typing = in an expression when == was intended.
5.8. Comparing Sequences and Other Types¶
Sequence objects typically may be compared to other objects with the same sequence type. The comparison uses lexicographical ordering: first the first two items are compared, and if they differ this determines the outcome of the comparison; if they are equal, the next two items are compared, and so on, until either sequence is exhausted. If two items to be compared are themselves sequences of the same type, the lexicographical comparison is carried out recursively. If all items of two sequences compare equal, the sequences are considered equal. If one sequence is an initial sub-sequence of the other, the shorter sequence is the smaller (lesser) one. Lexicographical ordering for strings uses the Unicode code point number to order individual characters. Some examples of comparisons between sequences of the same type:
Note that comparing objects of different types with < or > is legal provided that the objects have appropriate comparison methods. For example, mixed numeric types are compared according to their numeric value, so 0 equals 0.0, etc. Otherwise, rather than providing an arbitrary ordering, the interpreter will raise a TypeError exception.
Other languages may return the mutated object, which allows method chaining, such as d->insert("a")->remove("b")->sort(); .
Как кортеж добавить в словарь
test_tup = ( 4 , 5 , 6 )
print ( «The original tuple : » + str (test_tup))
test_tup = list (test_tup)
test_tup = tuple (test_tup)
print ( «Tuple after addition of dictionary : » + str (test_tup))
Как вставить значения из списка кортежей в словарь? Python [дубликат]
Всё ещё ищете ответ? Посмотрите другие вопросы с метками python dict или задайте свой вопрос.
Site design / logo © 2022 Stack Exchange Inc; user contributions licensed under cc by-sa. rev 2022.6.10.42345
Кортежи в Python (tuple)
# кортеж immutable_tuple = (4, 5, 6) immutable_tuple[0] = 404 > Traceback (most recent call last): immutable_tuple[0] = 404 TypeError: ‘tuple’ object does not support item assignment # список mutable_list = [7, 8, 9] mutable_list[0] = 1 print(mutable_list) > [1, 8, 9]
- они упорядочены по позициям;
- tuple могут хранить и содержать внутри себя объекты любых типов (и даже составных);
- доступ к элементам происходит по смещению, а не по ключу;
- в рамках этой структуры данных определены все операции, основанные на применении смещения (индексирование, срез);
- кортежи поддерживают неограниченное количество уровней вложенности;
- кортежи хранят указатели на другие объекты, а значит их можно представлять, как массивы ссылок;
- они позволяют очень просто менять местами значения двух переменных.
- Неизменяемость — именно это свойство кортежей, порой, может выгодно отличать их от списков.
- Скорость — кортежи быстрее работают. По причине неизменяемости кортежи хранятся в памяти особым образом, поэтому операции с их элементами выполняются заведомо быстрее, чем с компонентами списка.
- Безопасность — неизменяемость также позволяет им быть идеальными кандидатами на роль констант. Константы, заданные кортежами, позволяют сделать код более читаемым и безопасным.
- Использование tuple в других структурах данных — кортежи применимы в отдельных структурах данных, от которых python требует неизменяемых значений. Например ключи словарей (dicts) должны состоять исключительно из данных immutable-типа.
def get_status(service_name): return None, f»service is OK!» print(type(get_status(‘nginx’))) > <class ‘tuple’> error, message = get_status(‘nginx’) print(error) print(message) > None > service nginx is OK!
literal_creation = (‘any’, ‘object’) print(literal_creation) > (‘any’, ‘object’) print(type(literal_creation)) > <class ‘tuple’>
incorrect_creation = tuple(777) > Traceback (most recent call last): incorrect_creation = tuple(777) TypeError: ‘int’ object is not iterable
- Выражения some_tuple = (11, 12, 13) и some_tuple = 11, 12, 13 тождественны.
- Для объявления кортежа, включающего один единственный элемент, нужно использовать завершающую запятую:
night_sky = ‘Moon’, ‘Stars’ moon, _ = night_sky print(moon) > Moon
# Mike — [0], Leo — [1], Don — [2], Raph — [3] turtles = (‘Mike’, ‘Leo’, ‘Don’, ‘Raph’) # Mike — [-4], Leo — [-3], Don — [-2], Raph — [-1] print(turtles[1]) print(turtles[-2]) print(turtles[2] == turtles[-2]) > Leo > Don > True
not_sorted_tuple = (10**5, 10**2, 10**1, 10**4, 10**0, 10**3) print(not_sorted_tuple) > (100000, 100, 10, 10000, 1, 1000) sorted_tuple = tuple(sorted(not_sorted_tuple)) print(sorted_tuple) > (1, 10, 100, 1000, 10000, 100000)
some_useless_stuff = (‘sad’, ‘bad things’, ‘trans fats’) del some_useless_stuff print(some_useless_stuff) > Traceback (most recent call last): print(some_useless_stuff) NameError: name ‘some_useless_stuff’ is not defined
Как кортеж добавить в словарь
Словарь (dictionary) в языке Python хранит коллекцию элементов, где каждый элемент имеет уникальный ключ и ассоциированое с ним некоторое значение.
Определение словаря имеет следующий синтаксис:
В фигурных скобках через запятую определяется последовательность элементов, где для каждого элемента сначала указывается ключ и через двоеточие его значение.
В словаре users в качестве ключей используются числа, а в качестве значений — строки. То есть элемент с ключом 1 имеет значение «Tom», элемент с ключом 2 — значение «Bob» и т.д.
В словаре emails в качестве ключей используются строки — электронные адреса пользователей и в качестве значений тоже строки — имена пользователей.
Но необязательно ключи и строки должны быть однотипными. Они могу представлять разные типы:
Мы можем также вообще определить пустой словарь без элементов:
Преобразование списков и кортежей в словарь
Несмотря на то, что словарь и список — непохожие по структуре типы, но тем не менее существует возможности для отдельных видов списков преобразования их в словарь с помощью встроенной функции dict() . Для этого список должен хранить набор вложенных списков. Каждый вложенный список должен состоять из двух элементов — при конвертации в словарь первый элемент станет ключом, а второй — значением:
Подобным образом можно преобразовать в словарь двухмерные кортежи, которые в свою очередь содержать кортежи из двух элементов:
Получение и изменение элементов
Для обращения к элементам словаря после его названия в квадратных скобках указывается ключ элемента:
Например, получим и изменим элементы в словаре:
Если при установки значения элемента с таким ключом в словаре не окажется, то произойдет его добавление:
Но если мы попробуем получить значение с ключом, которого нет в словаре, то Python сгенерирует ошибку KeyError:
И чтобы предупредить эту ситуацию перед обращением к элементу мы можем проверять наличие ключа в словаре с помощью выражения ключ in словарь . Если ключ имеется в словаре, то данное выражение возвращает True:
Также для получения элементов можно использовать метод get , который имеет две формы:
get(key) : возвращает из словаря элемент с ключом key. Если элемента с таким ключом нет, то возвращает значение None
get(key, default) : возвращает из словаря элемент с ключом key. Если элемента с таким ключом нет, то возвращает значение по умолчанию default
Удаление
Для удаления элемента по ключу применяется оператор del :
Но стоит учитывать, что если подобного ключа не окажется в словаре, то будет выброшено исключение KeyError. Поэтому опять же перед удалением желательно проверять наличие элемента с данным ключом.
Другой способ удаления представляет метод pop() . Он имеет две формы:
pop(key) : удаляет элемент по ключу key и возвращает удаленный элемент. Если элемент с данным ключом отсутствует, то генерируется исключение KeyError
pop(key, default) : удаляет элемент по ключу key и возвращает удаленный элемент. Если элемент с данным ключом отсутствует, то возвращается значение default
Если необходимо удалить все элементы, то в этом случае можно воспользоваться методом clear() :
Копирование и объединение словарей
Метод copy() копирует содержимое словаря, возвращая новый словарь:
Метод update() объединяет два словаря:
При этом словарь users2 остается без изменений. Изменяется только словарь users, в который добавляются элементы другого словаря. Но если необходимо, чтобы оба исходных словаря были без изменений, а результатом объединения был какой-то третий словарь, то можно предварительно скопировать один словарь в другой:
Перебор словаря
Для перебора словаря можно воспользоваться циклом for:
При переборе элементов мы получаем ключ текущего элемента и по нему можем получить сам элемент.
Другой способ перебора элементов представляет использование метода items() :
Метод items() возвращает набор кортежей. Каждый кортеж содержит ключ и значение элемента, которые при переборе мы тут же можем получить в переменные key и value.
Также существуют отдельно возможности перебора ключей и перебора значений. Для перебора ключей мы можем вызвать у словаря метод keys() :
Правда, этот способ перебора не имеет смысла, так как и без вызова метода keys() мы можем перебрать ключи, как было показано выше.
Для перебора только значений мы можем вызвать у словаря метод values() :
Комплексные словари
Кроме простейших объектов типа чисел и строк словари также могут хранить и более сложные объекты — те же списки, кортежи или другие словари:
В данном случае значение каждого элемента словаря в свою очередь представляет отдельный словарь.
Для обращения к элементам вложенного словаря соответственно необходимо использовать два ключа:
Но если мы попробуем получить значение по ключу, который отсутствует в словаре, Python сгенерирует исключение KeyError:
Чтобы избежать ошибки, можно проверять наличие ключа в словаре:
Во всем остальном работа с комплексными и вложенными словарями аналогична работе с обычными словарями.
8) Python Tuple
Кортеж подобен списку последовательности неизменяемых объектов Python. Разница между списком и кортежем заключается в том, что список объявляется в квадратных скобках и может быть изменен, в то время как кортеж объявлен в скобках и не может быть изменен. Тем не менее, вы можете взять части существующих кортежей для создания новых кортежей.
Синтаксис кортежей
Чтобы написать пустой кортеж, вам нужно написать в виде двух скобок, не содержащих ничего.
Для написания кортежа для одного значения вам нужно включить запятую, даже если есть одно значение. Также в конце нужно написать точку с запятой, как показано ниже.
Индексы кортежей начинаются с 0, и их можно объединять, разрезать и так далее.
В этом уроке мы узнаем
Назначение кортежа
Python имеет функцию назначения кортежей, которая позволяет вам назначать более одной переменной одновременно. Здесь мы присвоили кортежу 1 информацию о лицах, такую как имя, фамилию, год рождения и т. Д., И еще один кортеж 2 со значениями в нем, например, число (1,2,3,…., 7).
(имя, фамилия, год рождения, любимый фильм и год, профессия, место рождения) = Роберт
- Кортеж 1 включает в себя список информации Роберта
- Кортеж 2 включает в себя список чисел в нем
- Мы называем значение для [0] в кортеже, а для кортежа 2 мы называем значение от 1 до 4
- Запустите код – он дает имя Robert для первого кортежа, в то время как для второго кортежа он дает число (2,3 и 4)
Упаковка и распаковка
При упаковке мы помещаем значение в новый кортеж, а при распаковке мы извлекаем эти значения обратно в переменные.
Сравнение кортежей
Оператор сравнения в Python может работать с кортежами.
Сравнение начинается с первого элемента каждого кортежа. Если они не сравниваются с =, <или>, то переходят ко второму элементу и так далее.
Он начинается со сравнения первого элемента каждого из кортежей
Давайте изучим это на примере
#Дело 1
# case 2
# case 3
Случай 1: Сравнение начинается с первого элемента каждого кортежа. В этом случае 5> 1, поэтому выход a больше
Случай 2: Сравнение начинается с первого элемента каждого кортежа. В этом случае 5> 5, что является неубедительным. Итак, переходим к следующему элементу. 6> 4, поэтому выход а больше
Случай 3: Сравнение начинается с первого элемента каждого кортежа. В этом случае 5> 6, что неверно. Таким образом, он входит в блок else и печатает «b больше».
Использование кортежей в качестве ключей в словарях
Поскольку кортежи могут быть хэшируемыми, а list – нет, мы должны использовать кортеж в качестве ключа, если нам нужно создать составной ключ для использования в словаре.
Пример : мы столкнемся с составным ключом, если нам понадобится создать телефонный справочник, который сопоставляет имя, фамилию, пары телефонных номеров и т. Д. Предполагая, что мы объявили переменные в качестве последнего и первого номера, мы могли бы напишите выражение для словаря, как показано ниже:
Внутри скобок выражение является кортежем. Мы могли бы использовать присваивание кортежей в цикле for для навигации по этому словарю.
Этот цикл перемещается по ключам в каталоге, которые являются кортежами. Он назначает элементы каждого кортежа последним и первым, а затем печатает имя и соответствующий номер телефона.
Кортежи и словарь
Словарь может возвращать список кортежей, вызывая элементы, где каждый кортеж является парой ключ-значение.
Удаление кортежей
Кортежи являются неизменяемыми и не могут быть удалены. Вы не можете удалять или удалять элементы из кортежа. Но полностью удалить кортеж можно с помощью ключевого слова
Нарезка кортежей
Чтобы извлечь определенные наборы подэлементов из кортежа или списка, мы используем эту уникальную функцию, называемую срезами. Разрезание применимо не только к кортежу, но и к массиву и списку.
Вот код Python 2 для всех приведенных выше примеров
Встроенные функции с Tuple
Для выполнения различных задач tuple позволяет использовать множество встроенных функций, таких как all (), any (), enumerate (), max (), min (), sorted (), len (), tuple () и т. Д.
Преимущества кортежа над списком
- Итерация по кортежу быстрее, чем со списком, так как кортежи неизменны.
- Кортежи, состоящие из неизменяемых элементов, могут использоваться в качестве ключа для словаря, что невозможно со списком
- Если у вас есть данные, которые являются неизменяемыми, реализация их как кортежа гарантирует, что они остаются защищенными от записи
Резюме :
Python имеет функцию назначения кортежей, которая позволяет вам назначать более одной переменной одновременно.