我的python3基础笔记之 【dict和set】 02
2017-08-07 09:22
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dict
Python内置了字典:dict的支持,dict全称dictionary,在其他语言中也称为map,使用键-值(key-value)存储,具有极快的查找速度。举个例子,假设要根据同学的名字查找对应的成绩,如果用list实现,需要两个list:
names = ['Michael', 'Bob', 'Tracy'] scores = [95, 75, 85]
给定一个名字,要查找对应的成绩,就先要在names中找到对应的位置,再从scores取出对应的成绩,list越长,耗时越长。
如果用dict实现,只需要一个“名字”-“成绩”的对照表,直接根据名字查找成绩,无论这个表有多大,查找速度都不会变慢。用Python写一个dict如下:
>>> d = {'Michael': 95, 'Bob': 75, 'Tracy': 85} >>> d['Michael'] 95
如果key不存在,dict就会报错:
>>> d['Thomas'] Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> KeyError: 'Thomas'
要避免key不存在的错误,有两种办法,一是通过
in判断key是否存在:
>>> 'Thomas' in d False
二是通过dict提供的get方法,如果key不存在,可以返回None,或者自己指定的value:
>>> d.get('Thomas') >>> d.get('Thomas', -1) -1
注意:返回
None的时候Python的交互式命令行不显示结果。
要删除一个key,用
pop(key)方法,对应的value也会从dict中删除:
>>> d.pop('Bob') 75 >>> d {'Michael': 95, 'Tracy': 85}
请务必注意,dict内部存放的顺序和key放入的顺序是没有关系的。
和list比较,dict有以下几个特点:
查找和插入的速度极快,不会随着key的增加而变慢;
需要占用大量的内存,内存浪费多。
而list相反:
查找和插入的时间随着元素的增加而增加;
占用空间小,浪费内存很少。
所以,dict是用空间来换取时间的一种方法。
dict可以用在需要高速查找的很多地方,在Python代码中几乎无处不在,正确使用dict非常重要,需要牢记的第一条就是dict的key必须是不可变对象。
所以可以用到tuple
这是因为dict根据key来计算value的存储位置,如果每次计算相同的key得出的结果不同,那dict内部就完全混乱了。这个通过key计算位置的算法称为哈希算法(Hash)。
要保证hash的正确性,作为key的对象就不能变。在Python中,字符串、整数等都是不可变的,因此,可以放心地作为key。而list是可变的,就不能作为key:
>>> key = [1, 2, 3] >>> d[key] = 'a list' Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> TypeError: unhashable type: 'list'
set
set和dict类似,也是一组key的集合,但不存储value。由于key不能重复,所以,在set中,没有重复的key。要创建一个set,需要提供一个list作为输入集合:
>>> s = set([1, 2, 3]) >>> s {1, 2, 3}
注意,传入的参数
[1, 2, 3]是一个list,而显示的
{1, 2, 3}只是告诉你这个set内部有1,2,3这3个元素,显示的顺序也不表示set是有序的。。
重复元素在set中自动被过滤:
>>> s = set([1, 1, 2, 2, 3, 3]) >>> s {1, 2, 3}
通过
add(key)方法可以添加元素到set中,可以重复添加,但不会有效果:
>>> s.add(4) >>> s {1, 2, 3, 4} >>> s.add(4) >>> s {1, 2, 3, 4}
通过
remove(key)方法可以删除元素:
>>> s.remove(4) >>> s {1, 2, 3}
set可以看成数学意义上的无序和无重复元素的集合,因此,两个set可以做数学意义上的交集、并集等操作:
>>> s1 = set([1, 2, 3]) >>> s2 = set([2, 3, 4]) >>> s1 & s2 {2, 3} >>> s1 | s2 {1, 2, 3, 4}
set和dict的唯一区别仅在于没有存储对应的value,但是,set的原理和dict一样,所以,同样不可以放入可变对象,因为无法判断两个可变对象是否相等,也就无法保证set内部“不会有重复元素”。试试把list放入set,看看是否会报错。
再议不可变对象
上面我们讲了,str是不变对象,而list是可变对象。对于可变对象,比如list,对list进行操作,list内部的内容是会变化的,比如:
>>> a = ['c', 'b', 'a'] >>> a.sort() >>> a ['a', 'b', 'c']
而对于不可变对象,比如str,对str进行操作呢:
>>> a = 'abc' >>> a.replace('a', 'A') 'Abc' >>> a 'abc'
虽然字符串有个
replace()方法,也确实变出了
'Abc',但变量
a最后仍是
'abc',应该怎么理解呢?
我们先把代码改成下面这样:
>>> a = 'abc' >>> b = a.replace('a', 'A') >>> b 'Abc' >>> a 'abc'
要始终牢记的是,
a是变量,而
'abc'才是字符串对象!有些时候,我们经常说,对象
a的内容是
'abc',但其实是指,
a本身是一个变量,它指向的对象的内容才是
'abc':
当我们调用
a.replace('a', 'A')时,实际上调用方法
replace是作用在字符串对象
'abc'上的,而这个方法虽然名字叫
replace,但却没有改变字符串
'abc'的内容。相反,
replace方法创建了一个新字符串
'Abc'并返回,如果我们用变量
b指向该新字符串,就容易理解了,变量
a仍指向原有的字符串
'abc',但变量
b却指向新字符串
'Abc'了:
所以,对于不变对象来说,调用对象自身的任意方法,也不会改变该对象自身的内容。相反,这些方法会创建新的对象并返回,这样,就保证了不可变对象本身永远是不可变的。
注:笔记来自廖雪峰老师
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