2020.7.30 Python basic syntax05-字典、集合及序列

字典

可变类型与不可变类型

• 序列是以连续的整数为索引，与此不同的是，字典以"关键字"为索引，关键字可以是任意不可变类型，通常用字符串或数值。
• 字典是 Python 唯一的一个 映射类型，字符串、元组、列表属于序列类型。

那么如何快速判断一个数据类型 X 是不是可变类型的呢？两种方法：

• 麻烦方法：用 id(X) 函数，对 X 进行某种操作，比较操作前后的 id，如果不一样，则 X 不可变，如果一样，则 X 可变。
• 便捷方法：用 hash(X)，只要不报错，证明 X 可被哈希，即不可变，反过来不可被哈希，即可变。

【例子】

i = 1
print(id(i))  # 140732167000896
i = i + 2
print(id(i))  # 140732167000960

l = [1, 2]
print(id(l))  # 4300825160
l.append('Python')
print(id(l))  # 4300825160

• 整数 i 在加 1 之后的 id 和之前不一样，因此加完之后的这个 i (虽然名字没变)，但不是加之前的那个 i 了，因此整数是不可变类型。
• 列表 l 在附加 'Python' 之后的 id 和之前一样，因此列表是可变类型。

【例子】

print(hash('Name'))  # -9215951442099718823

print(hash((1, 2, 'Python')))  # 823362308207799471

print(hash([1, 2, 'Python']))
# TypeError: unhashable type: 'list'

print(hash({1, 2, 3}))
# TypeError: unhashable type: 'set'

• 数值、字符和元组 都能被哈希，因此它们是不可变类型。
• 列表、集合、字典不能被哈希，因此它是可变类型。

创建字典的几种方法

a = dict(one=1, two=2, three=3) #dict(**(kwargs))，keyword只能是字符串，但不需要加引号
b = {'one': 1, 'two': 2, 'three': 3}
c = dict(zip(['one', 'two', 'three'], [1, 2, 3]))
d = dict([('two', 2), ('one', 1), ('three', 3)]) #创建字典的方法，dict只有一个参数，所以用元组/列表框起来
e = dict({'three': 3, 'one': 1, 'two': 2})
dict1 = dict((('F',70),('i',105),('s',115)))  #创建字典的方法，dict只有一个参数，所以用元组框起来
dict2 = dict(小甲鱼 = '让编程改变世界',苍井空 = '让A片征服宅男')  #关键字参数，创建字典
#keyword不能是字符串
dict2['苍井空'] = '老了'  #改变键的值

内置BIF

dict.fromkeys(seq[,value])  #在原字典的基础上创建和返回新的字典，以seq中的各元素作为字典的键，以value作为字典的值，值默认为None
#访问字典的方法
dict.keys()  #返回一个iterable，可以用list()转换为字典键的列表
dict.values() #返回一个iterable，可以用list()转换为字典值的列表
dict.items() #返回一个iterable,键值对用tuple表示
dict.get(key,default = None) #有这个key就返回这个值，没有就返回default的值，默认为None
dict.setdefault(key,default = None) #有这个key就返回这个值，没有就添加这个项(key, default)并返回a
dict.clear()  #清空字典
dict.copy()  #浅拷贝，与直接赋值不同，给对象贴标签，若对象改变，标签也改变
dict.pop(key[,default])  #给定键，弹出并返回对应的值(value),若key不存在，则返回default值
del(dict[key])  #删除字典给定键所对应的值
dict.popitem()  #弹出最后一个键值对(item)
dict.update(dict2)  #相当于列表的extend(),把字典参数dict的键值对更行到字典dict中

• 字典中几种拷贝方法的例子

from copy import deepcopy

dic1 = {'user': 'lsgogroup', 'num': [1, 2, 3]}

# 引用对象
dic2 = dic1  
# 浅拷贝父对象（一级目录），子对象（二级目录）不拷贝，还是引用
dic3 = dic1.copy()
# 深拷贝
dic4 = deepcopy(dic1)

print(id(dic1))  # 148635574728
print(id(dic2))  # 148635574728
print(id(dic3))  # 148635574344
print(id(dic4))  # 和上面不一样

# 修改 data 数据
dic1['user'] = 'root'
dic1['num'].remove(1)

# 输出结果
print(dic1)  # {'user': 'root', 'num': [2, 3]}
print(dic2)  # {'user': 'root', 'num': [2, 3]}
print(dic3)  # {'user': 'runoob', 'num': [2, 3]}
print(dic4)  # {'user': 'lsgogroup', 'num': [1, 2, 3]}

• 成员资格操作符，运用在键中，在字典中查找的是键而不是值，而序列中查找的是元素的值而不是索引号 key in dict

课后习题

2、字典中的value

有一个字典，保存的是学生各个编程语言的成绩，内容如下

data = {
        'python': {'上学期': '90', '下学期': '95'},
        'c++': ['95', '96', '97'],
        'java': [{'月考':'90', '期中考试': '94', '期末考试': '98'}]
        }

各门课程的考试成绩存储方式并不相同，有的用字典，有的用列表，但是分数都是字符串类型，请实现函数transfer_score(score_dict)，将分数修改成int类型

   
def transfer_score(data):
    # 暂时没做出来，占个坑

集合

Python 中set与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。

注意，key为不可变类型，即可哈希的值。但是set是可变类型，与列表、字典相同。

【例子】

num = {}
print(type(num))  # <class 'dict'>
num = {1, 2, 3, 4}
print(type(num))  # <class 'set'>

集合的创建

# 直接创建空集合
basket = set()
# 增加元素
basket.add('1')
# 花括号扩起
basket = {'apple', 'orange', 'apple', 'pear', 'orange', 'banana'}
# 工厂函数转化set()
a = set('abracadabra')
print(a)  
# {'r', 'b', 'd', 'c', 'a'}

b = set(("Google", "Lsgogroup", "Taobao", "Taobao"))
print(b)  
# {'Taobao', 'Lsgogroup', 'Google'}

c = set(["Google", "Lsgogroup", "Taobao", "Google"])
print(c)  
# {'Taobao', 'Lsgogroup', 'Google'}

集合的内置方法

set1.add(elmnt) # 用于给集合添加元素
set1.update(set) # 用于修改当前集合，可以添加新的元素或集合到当前集合中，如果添加的元素在集合中已存在，则该元素只会出现一次，重复的会忽略。
x = {"apple", "banana", "cherry"}
y = {"google", "baidu", "apple"}
x.update(y)
print(x)
# {'cherry', 'banana', 'apple', 'google', 'baidu'}

y.update(["lsgo", "dreamtech"])
print(y)
# {'lsgo', 'baidu', 'dreamtech', 'apple', 'google'}

set1.remove(item) # 用于移除集合中的制定元素，若元素不存在，则会发生错误
set1.pop(item) # 用于随机移除一个元素
set1.intersection(set2) # 返回set1 set2的交集
set1.intersection_update(set2) # 同样的返回交集，在原始的集合上取交集，没有返回值
set1 & set2 # 返回两个集合的交集
set1.union(set2) # 返回两个集合的并集
set1 | set2 # 返回两个集合的并集
set1.difference(set2) # 返回集合的差集。
set1 - set2 # 返回集合的差集。
set1.difference_update(set2) # 集合的差集，直接在原来的集合中移除元素，没有返回值。
set1.symmetric_difference(set2) # 返回集合的异或。
set1 ^ set2 # 返回集合的异或。
set1.symmetric_difference_update(set) # 移除当前集合中在另外一个指定集合相同的元素，并将另外一个指定集合中不同的元素插入到当前集合中。
set1.issubset(set) # 判断集合是不是被其他集合包含，如果是则返回 True，否则返回 False。
set1 <= set2 # 判断集合是不是被其他集合包含，如果是则返回 True，否则返回 False。
set1.issuperset(set) # 用于判断集合是不是包含其他集合，如果是则返回 True，否则返回 False。
set1 >= set2 # 判断集合是不是包含其他集合，如果是则返回 True，否则返回 False。
set1.isdisjoint(set2) # 用于判断两个集合是不是不相交，如果是返回 True，否则返回 False。

不可变集合

Python 提供了不能改变元素的集合的实现版本，即不能增加或删除元素，类型名叫frozenset。需要注意的是frozenset仍然可以进行集合操作，只是不能用带有update的方法。

• frozenset([iterable]) 返回一个冻结的集合，冻结后集合不能再添加或删除任何元素。

【例子】

a = frozenset(range(10))  # 生成一个新的不可变集合
print(a)  
# frozenset({0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9})

b = frozenset('lsgogroup')
print(b)  
# frozenset({'g', 's', 'p', 'r', 'u', 'o', 'l'})

序列

在 Python 中，序列类型包括字符串、列表、元组、集合和字典，这些序列支持一些通用的操作，但比较特殊的是，集合和字典不支持索引、切片、相加和相乘操作。

Iterable对象的说明和相关内置函数

一类是集合数据类型，如list、tuple、dict、set、str等（这些都是序列）；
一类是generator，包括生成器和带yield的generator function。
这些可以直接作用于for循环的对象统称为可迭代对象：Iterable
可以被next()内置函数调用并不断返回下一个值的对象称为迭代器：Iterator
生成器都是Iterator对象，但list、dict、str虽然是Iterable，却不是Iterator

你可能会问，为什么list、dict、str等数据类型不是Iterator？

这是因为Python的Iterator对象表示的是一个数据流，Iterator对象可以被next()函数调用并不断返回下一个数据，直到没有数据时抛出StopIteration错误。可以把这个数据流看做是一个有序序列，但我们却不能提前知道序列的长度，只能不断通过next()函数实现按需计算下一个数据，所以Iterator的计算是惰性的，只有在需要返回下一个数据时它才会计算。

list(iterable)  #把一个可迭代对象转化为列表，没有参数返回空列表，有参数返回迭代后的列表，字符串就是每个字符单独组成的列表
tuple(iterable)  #把一个可迭代对象转化为元组
len(iterable)  #返回可迭代对象的长度
max()  #返回序列与参数中的最大值，字母就返回ASCII码，字符串就返回字符的ASCII码
min()  #相反
sum(iterble[,start])  #返回序列iterable与可选参数start的总和，只有数据类型能实现sum操作
sorted(iterable, key = None(func), reverse = False)  #key用来进行元素的比较，只有一个参数，具体的函数的参数就是取自于可迭代对象中，指定可迭代对象中的一个元素来进行排序，返回重新排序的列表（这也是与sort的不同点，sort是直接改变列表）
reversed()  #同reverse,返回可迭代对象，可转化为列表
enumerate(sequence, [start=0])  #每一个值变成添加索引值后的元组，返回一个迭代器对象，可转化为列表,strat参数可以调整索引值的初始值
zip(a,b)  #讲两个序列里的数打包成元组，返回元组对象，可转化为列表，a/b是序列（列表）
# 如果各个迭代器的元素个数不一致，则返回列表长度与最短的对象相同，利用 * 号操作符，可以将元组解压为列表。
iter(iterable)  #返回一个可迭代对象的迭代器
next(iter(iterable))  #返回下一个迭代的值，这里的iterable必须是可迭代对象

sorted()的用法

【例子】

x = [-8, 99, 3, 7, 83]
print(sorted(x))  # [-8, 3, 7, 83, 99]
print(sorted(x, reverse=True))  # [99, 83, 7, 3, -8]

t = ({"age": 20, "name": "a"}, {"age": 25, "name": "b"}, {"age": 10, "name": "c"})
x = sorted(t, key=lambda a: a["age"])
print(x)
# [{'age': 10, 'name': 'c'}, {'age': 20, 'name': 'a'}, {'age': 25, 'name': 'b'}]

zip()的用法

【例子】

a = [1, 2, 3]
b = [4, 5, 6]
c = [4, 5, 6, 7, 8]

zipped = zip(a, b)
print(zipped)  # <zip object at 0x000000C5D89EDD88>
print(list(zipped))  # [(1, 4), (2, 5), (3, 6)]
zipped = zip(a, c)
print(list(zipped))  # [(1, 4), (2, 5), (3, 6)]

a1, a2 = zip(*zip(a, b))
print(list(a1))  # [1, 2, 3]
print(list(a2))  # [4, 5, 6]

**python的星号作用，解包与打散，需要在此更新!

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