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一、列表#xff08;List#xff09;
二、字典#xff08;Dictionary#xff09;
三、集合#xff08;Set#xff09;
四、链表的实现
五、队列和栈 数据结构是计算机科学中非常重要的概念#xff0c;它用于存储和组织数据以便有效地进行操作。Python作为一种…目录
一、列表List
二、字典Dictionary
三、集合Set
四、链表的实现
五、队列和栈 数据结构是计算机科学中非常重要的概念它用于存储和组织数据以便有效地进行操作。Python作为一种功能强大且易于学习的编程语言提供了许多内置的数据结构和相关操作。在本篇博客中我们将介绍Python中常用的数据结构如列表、字典、集合等以及它们的基础操作方法帮助读者理解和应用这些基本的数据结构。
一、列表List
列表是Python中最常用的数据结构之一用于存储一系列元素。以下是一些常见的列表操作方法 创建列表通过用方括号包围元素并使用逗号分隔来创建一个列表。例如my_list [1, 2, 3, 4, 5]。访问元素使用索引来访问列表中的特定元素。注意索引从0开始。例如print(my_list[0])将输出第一个元素。修改元素可以通过索引来修改列表中的元素。例如my_list[0] 10将把列表中的第一个元素改为10。切片操作通过切片操作可以获取列表中的一部分元素。例如print(my_list[1:3])将打印出索引1到2的元素。增加元素使用append()方法可以在列表末尾添加一个元素。例如my_list.append(6)将在列表末尾添加一个值为6的元素。删除元素使用remove()方法可以删除列表中的指定元素。例如my_list.remove(3)将删除列表中的元素3。 # 创建列表
my_list [1, 2, 3, 4, 5]# 访问元素
print(my_list[0]) # 输出第一个元素# 修改元素
my_list[0] 10 # 将列表中的第一个元素改为10# 切片操作
print(my_list[1:3]) # 打印索引1到2的元素# 增加元素
my_list.append(6) # 在列表末尾添加一个值为6的元素# 删除元素
my_list.remove(3) # 删除列表中的元素3二、字典Dictionary
字典是一种通过键-值对存储数据的数据结构。以下是一些常见的字典操作方法 创建字典使用花括号和冒号来创建一个字典。例如my_dict {name: John, age: 30, city: New York}。访问键值对通过键来访问字典中的值。例如print(my_dict[name])将输出键name对应的值。修改值可以通过指定键来修改字典中的值。例如my_dict[age] 35将把键age对应的值改为35。添加键值对可以使用新的键来添加新的键值对。例如my_dict[gender] Male可以向字典中添加一个键gender及其对应的值Male。删除键值对使用del关键字可以删除字典中的键值对。例如del my_dict[city]可以删除键city及其对应的值。 # 创建字典
my_dict {name: John, age: 30, city: New York}# 访问键值对
print(my_dict[name]) # 输出键name对应的值# 修改值
my_dict[age] 35 # 将键age对应的值改为35# 添加键值对
my_dict[gender] Male # 向字典中添加一个键gender及其对应的值Male# 删除键值对
del my_dict[city] # 删除键city及其对应的值三、集合Set
集合是一种无序且唯一的数据结构用于存储一组不重复的元素。以下是一些常见的集合操作方法 创建集合使用花括号或set()函数来创建一个集合。例如my_set {1, 2, 3, 4, 5}。添加元素使用add()方法可以向集合中添加一个元素。例如my_set.add(6)将在集合中添加一个值为6的元素。删除元素使用remove()方法可以删除集合中的指定元素。例如my_set.remove(3)将删除集合中的元素3。集合运算可以对集合进行交集、并集、差集等运算。例如set1.intersection(set2)将返回两个集合的交集。 # 创建集合
my_set {1, 2, 3, 4, 5}# 添加元素
my_set.add(6) # 向集合中添加一个值为6的元素# 删除元素
my_set.remove(3) # 删除集合中的元素3# 集合运算
set1 {1, 2, 3}
set2 {2, 3, 4}intersection set1.intersection(set2) # 返回两个集合的交集四、链表的实现
class Node:def __init__(self, value):self.value valueself.next Noneclass LinkedList:def __init__(self):self.head Nonedef is_empty(self):return self.head is Nonedef append(self, value):new_node Node(value)if self.is_empty():self.head new_nodeelse:current self.headwhile current.next is not None:current current.nextcurrent.next new_nodedef insert(self, value, position):if position 0:raise ValueError(Invalid position)new_node Node(value)if position 0:new_node.next self.headself.head new_nodeelse:current self.headprevious Nonecount 0while count position:if current is None:raise IndexError(Index out of range)previous currentcurrent current.nextcount 1previous.next new_nodenew_node.next currentdef delete(self, value):if self.is_empty():returnif self.head.value value:self.head self.head.nextreturncurrent self.headprevious Nonewhile current is not None:if current.value value:previous.next current.nextreturnprevious currentcurrent current.nextdef search(self, value):current self.headwhile current is not None:if current.value value:return Truecurrent current.nextreturn Falsedef display(self):elements []current self.headwhile current is not None:elements.append(current.value)current current.nextprint(elements)这段代码实现了一个简单的链表LinkedList数据结构。链表由多个节点Node组成每个节点包含一个值value和指向下一个节点的指针next。 Node类定义了表示链表节点的对象。 __init__(self, value)初始化节点对象并接收一个值作为参数。 LinkedList类定义了整个链表的操作方法。 __init__(self)初始化链表对象将头节点设置为None。is_empty(self)判断链表是否为空如果头节点为None则表示链表为空返回True否则返回False。append(self, value)在链表尾部插入一个新的节点将新节点添加到链表的最后一个节点的后面。insert(self, value, position)在指定位置插入一个新的节点将新节点插入到指定位置的节点的前面。delete(self, value)删除链表中第一个值等于给定值的节点。search(self, value)在链表中搜索给定值如果找到则返回True否则返回False。display(self)打印链表中的所有节点的值。 这个链表实现中还包含了一些额外的功能例如对索引位置的处理、判空等。
使用示例
# 创建链表对象
linked_list LinkedList()# 判断链表是否为空
print(linked_list.is_empty()) # True# 向链表末尾添加元素
linked_list.append(1)
linked_list.append(2)
linked_list.append(3)# 在指定位置插入元素
linked_list.insert(0, 0)
linked_list.insert(4, 4)# 删除指定元素
linked_list.delete(2)# 查找元素是否存在
print(linked_list.search(3)) # True# 显示链表中的元素
linked_list.display() # [0, 1, 3, 4]这是一个简单的链表实现示例、
五、队列和栈
要实现栈Stack和队列Queue我们可以使用Python中的列表来作为底层数据结构并通过封装一些方法来实现相应的操作。
以下是一个简单的栈和队列实现示例
栈Stack
class Stack:def __init__(self):self.stack []def is_empty(self):return len(self.stack) 0def push(self, item):self.stack.append(item)def pop(self):if self.is_empty():raise IndexError(Stack is empty)return self.stack.pop()def peek(self):if self.is_empty():raise IndexError(Stack is empty)return self.stack[-1]def size(self):return len(self.stack)使用示例
# 创建栈对象
stack Stack()# 判断栈是否为空
print(stack.is_empty()) # True# 入栈
stack.push(1)
stack.push(2)
stack.push(3)# 出栈
print(stack.pop()) # 3# 查看栈顶元素
print(stack.peek()) # 2# 获取栈的大小
print(stack.size()) # 2队列Queue
class Queue:def __init__(self):self.queue []def is_empty(self):return len(self.queue) 0def enqueue(self, item):self.queue.append(item)def dequeue(self):if self.is_empty():raise IndexError(Queue is empty)return self.queue.pop(0)def peek(self):if self.is_empty():raise IndexError(Queue is empty)return self.queue[0]def size(self):return len(self.queue)使用示例
# 创建队列对象
queue Queue()# 判断队列是否为空
print(queue.is_empty()) # True# 入队
queue.enqueue(1)
queue.enqueue(2)
queue.enqueue(3)# 出队
print(queue.dequeue()) # 1# 查看队首元素
print(queue.peek()) # 2# 获取队列的大小
print(queue.size()) # 2
数据结构是计算机科学中非常重要的概念用于存储和组织数据以便有效地进行操作。Python作为一种功能强大且易于学习的编程语言提供了许多内置的数据结构和相关操作。 列表List: 用于存储一系列元素可以通过索引来访问和修改元素还可以进行切片、增加和删除元素等操作。 字典Dictionary: 以键-值对的形式存储数据通过键来访问和修改值还可以添加和删除键值对。 集合Set: 无序且唯一的数据结构用于存储一组不重复的元素可以进行添加和删除元素以及集合运算交集、并集、差集等。 链表LinkedList: 由节点组成的数据结构每个节点包含一个值和指向下一个节点的指针可以进行插入、删除、搜索和显示节点等操作。 栈Stack: 后进先出LIFO的数据结构可以使用列表实现支持入栈、出栈、查看栈顶元素和获取栈的大小等操作。 队列Queue: 先进先出FIFO的数据结构也可以使用列表实现支持入队、出队、查看队首元素和获取队列的大小等操作。
