Python奇遇记：数据结构窥探

mrli2016 发布于2019-07-31 11:01 / 843人阅读

摘要：挤掉了堆中实现了堆排序。你可以用堆排序来查找一个序列中最大的或者最小的几个元素。除了使用堆排序，中还有排序和，这两个排序最终生成以列表表示的排序结果，堆排序也是。

这次我们来说说python中的数据结构。当然了，不会讲很基础的内容。

用过python的都知道，python有着与其他语言很不一样的数据类型，像什么列表、元组、集合、字典之类。这些数据类型造就了python简单易用同时又很强大的特性。一般来说，我们会将python中的数据类型分为可变和不可变类型，可变的意思就是你可以修改像列表中的数据，不可变当然就是不能修改啦。还有一种分法是分为扁平类型和容器类型，其中扁平类型存放的是实际的值，包括str, bytes, bytearray,array.array这些，而容器类型存放的是数据值的引用，包括list,tuple,collections.deque这些。

既然是讲数据结构，我们来看看python中不经常用到的一些数据类型。

数组

没错，python是有数组类型的。当你有很大的数据需要处理的时候，它比列表更高效。如何创建一个数组？使用array.array。比如我们创建一万个随机浮点数。

from array import array

from random import  random
# array中的第一个参数代表数据类型，比如float，char等。第二个参数为可迭代的数据。
# d代表双精度浮点类型
data = array("d", (random() for i in range(10**7)))
# 输出最后一个元素看看
print(data[-1])

0.5888905969627429

数组中提供了一些很有用的方法来处理数据，比如pop，insert，同时也有写入文件的tofile和读取的frombytes方法。

with open("data.bin", "wb") as fp:
    data.tofile(fp)

双端队列

学过数据结构的都知道队列，双端队列就是两边都可以进出的队列。python中的双端队列使用collections.deque表示。当然了你如果想用它来表示栈也是没问题的。append方法用来添加，pop方法用来弹出。怎么使用？

from collections import deque
data = deque(range(10), maxlen = 3)
print(data)

deque([7, 8, 9], maxlen=3)

如上所示，第一个参数为数据，第二个参数是队列的最大长度，如果不指定则默认为无限长。如果限制了长度，则增加数据会挤掉最先插入的数据。

data.append(3)
# 挤掉了7
print(data)
data.pop()
print(data)

deque([8, 9, 3], maxlen=3)
deque([8, 9], maxlen=3)

堆

python中实现了堆排序。你可以用堆排序来查找一个序列中最大的或者最小的几个元素。比如我们有一个列表：

import heapq
nums = [1, 8, 2, 23, 7, -4, 18, 23, 42, 37, 2]

# 找出最大的几个
print(heapq.nlargest(3, nums)) # Prints [42, 37, 23]
# 找出最小的几个
print(heapq.nsmallest(3, nums)) # Prints [-4, 1, 2]

[42, 37, 23]
[-4, 1, 2]

使用nlargest可以找出最大的几个元素，相反的nsmalllest找最小的几个元素。如果需要找的是字典类型呢？还有第三个参数key，指定我们对数据进行的操作，key接受一个函数。

在下面的例子中，我们需要对字典按价格大小来排序查找。

portfolio = [
    {"name": "IBM", "shares": 100, "price": 91.1},
    {"name": "AAPL", "shares": 50, "price": 543.22},
    {"name": "FB", "shares": 200, "price": 21.09},
    {"name": "HPQ", "shares": 35, "price": 31.75},
    {"name": "YHOO", "shares": 45, "price": 16.35},
    {"name": "ACME", "shares": 75, "price": 115.65}
]
# key接受一个匿名函数，这个函数的作用是找出字典中price的值。
cheap = heapq.nsmallest(3, portfolio, key=lambda s: s["price"])
expensive = heapq.nlargest(3, portfolio, key=lambda s: s["price"])
print(cheap)
print(expensive)

[{"name": "YHOO", "shares": 45, "price": 16.35}, {"name": "FB", "shares": 200, "price": 21.09}, {"name": "HPQ", "shares": 35, "price": 31.75}]
[{"name": "AAPL", "shares": 50, "price": 543.22}, {"name": "ACME", "shares": 75, "price": 115.65}, {"name": "IBM", "shares": 100, "price": 91.1}]

如果你仅仅想查找唯一的最小或最大（N=1）的元素的话，那么使用 min() 和 max() 函数会更快些。

除了使用堆排序，python中还有sorted排序和list.sorted，这两个排序最终生成以列表表示的排序结果，堆排序也是。不过sorted在排序时会新建一个列表再进行排序，而list.sorted会直接对数据进行就地排序,而且要求输入的数据必须为列表。

具名元组

什么是具名元组？有时候我们需要用一个类来表示某个事物，但是并不想定义一个类然后咔哒咔哒写一大段类的表示，这个时候就可以使用具名元组，它可以用来快速生成类。比方说定义一个学生类，属性包括姓名，年龄，学号：

from collections import namedtuple

# 第一个参数是类的名字，第二个参数为类中的数据，可以为字符串，或者字符串组成的列表
Student = namedtuple("Student", ["name", "age", "id"])
Studen = namedtuple("Studen", "name age id")
s1 = Studen("zhuzhezhe", "23", "001")
s2 = Student("zhuzhezhe", "23", "001")
print(s1)
print(s2)

Studen(name="zhuzhezhe", age="23", id="001")
Student(name="zhuzhezhe", age="23", id="001")

具名元组放在collections模块下的nametuple中，第一个参数是类的名字，第二个参数为类中的数据，可以为字符串，或者字符串组成的列表。

以上就是一些不太常见的数据类型的介绍，当然不止这些，具体可以看看python官方手册。

下次我们来说说python中常见数据类型的一些不常见的用法，如果用到了效率会翻倍。

本人才疏学浅，上文中难免有些错误，还请各位品评指正。如果觉得写的还行，欢迎关注我的公众号MLGroup,带你走进机器学习的世界。

idc机房托管服务器托管奇遇记奇遇记单词记大四

文章版权归作者所有，未经允许请勿转载,若此文章存在违规行为，您可以联系管理员删除。

转载请注明本文地址：https://www.ucloud.cn/yun/44512.html

Python奇遇记：数据结构窥探2

摘要：找出列表中小于的数据除了列表推导式，还有字典推导式，集合推导式，用法都一样。如果你的数据量很大的话，考虑使用生成器表达式。切片不仅对列表有用，同样适用于元组和字符串。切片命名使用方法，内部参数与切片一样。对剩余的的数据，使用星号代替即可。上次我们讲了几个不常见的数据类型，每个都有自己特殊的用途，虽然不经常用到，了解一下也好。比如我们提到的数组类型，如果在数据量很大的时候同时要效率，就...

Ocean 2019-07-31 11:02 评论0 收藏0
python奇遇记：数据结构窥探3

摘要：字典和集合都是基于散列表实现的，散列表也就是表，了解过数据结构的应该知道。而使用另一种办法，任何键在找不到的情况下都会用中的值数据类型比如替换。在设计时就可以使用创建你的数据接口。这次主要说说字典和集合这两种数据类型。字典和集合都是基于散列表实现的，散列表也就是hash表，了解过数据结构的应该知道。与散列表相关的一个概念叫做可散列，什么是可散列？在python官方定义中是这样说的：...

toddmark 2019-07-30 15:06 评论0 收藏0
Python奇遇记：特殊方法窥探

摘要：在中，特殊方法以双下划线开始，以双下划线结束。真假值，如果向量模为，返回实现向量加法实现向量乘法，例如返回向量的模返回欧几里德范数找个例子运行下。怎么办中有个特殊方法，可以修改控制台输出的样式。什么是特殊方法？当我们在设计一个类的时候，python中有一个用于初始化的方法$__init__$，类似于java中的构造器，这个就是特殊方法，也叫作魔术方法。简单来说，特殊方法可以给你设计的...

niceforbear 2019-07-31 11:01 评论0 收藏0
python奇遇记：迭代器和生成器

摘要：来说说迭代器和生成器，还有可迭代对象和生成器表达式。有点绕是不是，其实，一般只要知道可迭代对象以及它是如何实现的就行了，中常常用生成器来代替迭代器，可以说，生成器就是迭代器。来说说迭代器和生成器，还有可迭代对象和生成器表达式。之前简单的提到过，一个对象是可迭代的可以理解为能够使用for循环。这样说其实不太准确，某个对象可迭代是因为它内部实现了$__iter__$这个特殊方法。比如在...

atinosun 2019-07-31 11:02 评论0 收藏0
python奇遇记：隐藏的python功能

摘要：先不讲数据结构了，这次来说说中一些不被注意的功能。直接交换第二个功能。对的长度使用生成一个序列，然后遍历或者这样第三个功能。其实还接受第二个参数，它的作用是在迭代的过程中如果碰到第二个参数则停止。先不讲数据结构了，这次来说说python中一些不被注意的功能。在python的设计哲学中，有这么一条内容：Simple is better than complex，简单的代码比复杂的要好...

APICloud 2019-07-30 15:05 评论0 收藏0