Python集合使用详解

jack

我会在这篇文章介绍Python几种类型的集合。

在开始前，先定义集合是什么。一个**集合**就像篮子，你可以放进和取出东西，可以是同一类的东西，也可以是不同类的。基本上，它是个让你收集东西的存储结构。

比如你有一个车的类型（car），创建了几种车，想把这些车放在一起又容易找到，就是运用集合非常好的场景。

集合存在于内存中。你不需要创建集合或者任何架板，这些都是现成的。只要有个变量就可以往里面放车子了。完了之后你就可以根据名字或者索引（在集合中的参数）把他们取出。

Python提供了许多自建类型归属于集合类，但是没有一个叫collection的类型，他们是lists，mappings，和sets。

• lists
• strings
• dictionaries
• sets
  

list

列表：list是Python内置的一个数据类型。list是可变的允许添加同一类型或不同类型的元素，类似于其他语言中的指针。

下面的例子是创建列表并添加元素：

1. alist = ["item1", "item2", 4]

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注意这个列表成分混杂，包含了字符串和整数类型。

要取回列表中的元素，只需引用该元素的索引序号。Python列表序号是从零开始的，如果我要最后一个元素，它是第3位，我需要用2来索引：

1. alist[2]
   
2. > 4

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系统返回了4。取列表中的元素时，只要从它的位置减去1就得到正确的索引序号。

检查列表长度用len命令：

1. len(alist)
   
2. > 3

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向列表添加元素用append()函数：

1. alist.append(False)
   
2. len(alist)
   
3. > 4

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我们增加了一位列表长度，添加了一个数据类型—布尔类型。列表并没有表示任何不满。

我们可以调用remove()移除列表元素：

1. alist.remove("item2")

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remove()没有返回参数，列表会被更新，现在它包含三个元素：

1. ['item1', 4, False]

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有几种方法将元素从列表中取出。我们前面说过用索引访问元素，如果我访问索引2，将会得到元素3。

1. thevalue = alist[2]
   
2. print(thevalue)
   
3. > False

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上面的代码为我们复制了元素，元素还在列表中，列表的长度不会受到影响。

然而我们用pop(), 在得到元素的同时将元素移除了列表：

1. thevalue = alist.pop(1) print(thevalue)
   
2. > 4
   
3. print("after pop", alist)
   
4. > ['item1', False]

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列表也可以被排序，我们有包含字符串的列表：

1. alpha = ["z", "b", "a", "c"]

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你可以用sort()命令来排序：

1. alpha.sort()

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没有返回值，但alpha已经被排序了，你可以打印出来看看：

1. print(alpha)

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元素可以被反序排列，只需引用reverse():

1. alpha.reverse

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字符串是列表吗？

字符串与列表有很多相似之处，但字符串是不可改动的，而列表可以随意修改。

字符串可以向列表一样索引。你可以像数列表中元素一样数出字符串中的字符。

比如：

1. mystring = "The quick brown fox."
   
2. print(len(mystring ))
   
3. > 20
   
4. print(mystring[4])
   
5. > q

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和列表不一样的是你不能追加字符，也不能更改字符串中特定位置字符。

我们看一下给特定位置分配字符会出现什么情况：

1. mystring[4] = 'z'
   
2. > TypeError: 'str' object does not support item assignment

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根据字符串，可以将它转化成列表。取上面用到的mystring变量，我们用split()，它会在空格断开：

1. stringlist = mystring.split()
   
2. stringlist
   
3. > ['The', 'quick', 'brown', 'fox.']
   
4. type(stringlist)
   
5. > <class 'list'>

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每个单词都变成了列表中的元素，我们也清楚的看到类型变为列表。

如果字符串没有空格我们也可以转换，但结果如何呢，看看吧：

1. mystring2 = "Thequickbrownfox."
   
2. stringlist2 = mystring2.split()
   
3. stringlist2
   
4. > ['Thequickbrownfox.']
   
5. type(stringlist2)
   
6. > <class 'list'>

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我们还是得到了一个列表，单只有一个元素。在这个例子中，这个转换没有多大用处。

mappings

mapping也是内置类型，只在字典中使用。字典是键/值对应的，不同于列表，我们不用序号索引，代之的是字典的键(key)。

类似列表创建字典用键/值成对而不是单一元素，给个例子：

1. mydictionary = {"item1":45, "item2":76, "item3":145}

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每个键/值用冒号分开，前面是键后面是值。在第一个元素中，item1是键，45是值。同时注意我们用大括号来包住元素。

当从字典中取元素时，序号不可用了，那我们就该想到键。如果要item2，我们这样做：

1. mydictionary["item2]
   
2. > 76

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和列表一样，可以查看字典的长度：

1. len(mydictionary)
   
2. > 3

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改变item2的值，可以直接给他赋值：

1. mydictionary["item2] = 100

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增加元素也是直接赋值：

1. mydictionary["item62"] = 433

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item62现在就存在于字典了，字典长度加1。

根据键可以删除字典元素：

1. del mydictionary["item2"]

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前面提到字典是键/值成对出现，如果我们只要键可以这样做：

1. mydictionary.keys()
   
2. > dict_keys(['item3', 'item1', 'item62'])

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访问值也是同样的方法：

1. mydictionary.values()
   
2. > dict_values([145, 45, 433])

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Sets

set是无序的集合，不能有重复的元素，也不能排序，sort()是不能使用的。

同列表相比set验证元素是否存在会更快。

创建一个set：

1. myset = {3, 4, 5, 1}

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或者用set语句来转化已存在的类型：

1. multistory = [0,1,5,4,3,7,6,6]
   
2. my set = set(my list)
   
3. > {0,1,3,4,5,6,7}

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因为set只能包含唯一的元素，所以重复的6被移除了。从已有数据创建唯一元素集合，set()是个非常好的方法。

如果我试图让移除的6回来，它是不会理会的：

1. myself.add(6)
   
2. > {0, 1, 3, 4, 5, 6, 7}

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要移除set中元素需要用remove():

1. my set.remove(4)

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set也不支持索引，用序号来访问，它会返回错误：

1. myset[2] >TypeError: 'set' object does not support indexing

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set有些独有的方法，如果你熟悉set的数学方法（difference，intersection和union），会很好用。

我们从difference开始，假设我有两个set：

1. set1 = {1,3,6,7}
   
2. set2 = {1,3,6,8,10}

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用set1和set2做difference会得到7，7在set1而不在set2。

1. set1.difference(set2)
   
2. > {7}

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反过来用set2和set1做对比：

1. set2.difference(set1)
   
2. > {8, 10}

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也可以来找它们的相同部分：

1. set.intersection(set2)
   
2. > {1, 3, 6}

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最后来看把它们合并起来形成一个新的set：

1. set3 = {set1.union(set2)
   
2. > {1, 3, 6, 7, 8, 10}

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新的set包含它们两个中所有元素。

总结

我们看过了list，string（虽然不属于集合），dictionary和set。我们学习了它们所有的特定运算和独有功能。我希望这个介绍可以让你对Python的集合多点认识。