第五章 Python数据结构
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本章更详细地讨论一些已经讲过的数据类型的使用，并引入一些新的类型。
5.1 列表
列表数据类型还有其它一些方法。下面是列表对象的所有方法：
insert(i, x) ---- 在指定位置插入一项。第一自变量是要在哪一个元素前面插入，用下 标表示。例如，a.insert(0, x)在列表前面插入，a.insert(len(a), x)等价于a.append(x) 。
append(x) ---- 等价于a.insert(len(a), x)
index(x) ---- 在列表中查找值x然后返回第一个值为x的元素的下标。没有找到时出错。
remove(x) ---- 从列表中删去第一个值为x的元素，找不到时出错。
sort() ---- 对列表元素在原位排序。注意这个方法改变列表，而不是返回排序后的列表。
reverse() ---- 把列表元素反序。改变列表。
count(x) ---- 返回x在列表中出现的次数。
下例使用了所有的列表方法：
>>> a = [66.6, 333, 333, 1, 1234.5]
>>> print a.count(333), a.count(66.6), a.count('x')
2 1 0
>>> a.insert(2, -1)
>>> a.append(333)
>>> a
[66.6, 333, -1, 333, 1, 1234.5, 333]
>>> a.index(333)
1
>>> a.remove(333)
>>> a
[66.6, -1, 333, 1, 1234.5, 333]
>>> a.reverse()
>>> a
[333, 1234.5, 1, 333, -1, 66.6]
>>> a.sort()
>>> a
[-1, 1, 66.6, 333, 333, 1234.5]
5.1.1 函数程序设计工具
Python中有一些函数程序设计风格的东西，例如前面我们看到的lambda形式。关于列表有 三个非常有用的内置函数：filter(), map()和redUCe()。
“filter(函数, 序列)”返回一个序列（尽可能与原来同类型），序列元素是原序列中由 指定的函数筛选出来的那些，筛选规则是“函数(序列元素)=true”。filter()可以用来取出 满足条件的子集。例如，为了计算一些素数：
>>> def f(x): return x % 2 != 0 and x % 3 != 0
...
>>> filter(f, range(2, 25))
[5, 7, 11, 13, 17, 19, 23]
“map(函数，序列)”对指定序列的每一项调用指定的函数，结果为返回值组成的列表。map() 可以对序列进行隐式循环。例如，要计算三次方，可用：
>>> def cube(x): return x*x*x
...
>>> map(cube, range(1, 11))
[1, 8, 27, 64, 125, 216, 343, 512, 729, 1000]
可以有多个序列作为自变量，这时指定的函数必须也有相同个数的自变量，函数从每个序 列分别取出对应元素作为自变量进行调用（如果某个序列比其它的短则取出的值是None）。 如果指定的函数是None，map()把它当成一个返回自己的自变量的恒同函数。在函数用None的 情况下指定多个序列可以把多个序列搭配起来，比如“map(None, list1, list2)”可以把两 个列表组合为一个成对值的列表。见下例：
>>> seq = range(8)
>>> def square(x): return x*x
...
>>> map(None, seq, map(square, seq))
[(0, 0), (1, 1), (2, 4), (3, 9), (4, 16), (5, 25), (6, 36), (7, 49)]
“reduce(函数, 序列)”用来进行类似累加这样的操作，这里的函数是一个两个子变量的 函数，reduce()先对序列的前两项调用函数得到一个结果，然后对结果和序列下一项调用函 数得到一个新结果，如此进行到序列尾部。例如，要计算1到10的和：
>>> def add(x,y): return x+y
...
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>>> reduce(add, range(1, 11))
55
如果序列中只有一个值则返回这个值，序列为空时会产生例外。可以指定第三个自变量作 为初始值。有初始值时对空序列函数将返回初始值，否则函数先对初始值和序列第一项作用 ，然后对结果和序列下一项作用，如此进行到序列尾。例如：
>>> def sum(seq):
... def add(x,y): return x+y
... return reduce(add, seq, 0)
...
>>> sum(range(1, 11))
55
>>> sum([])
0
5.2 del语句
上面我们看到，列表的remove()方法可以从列表中删去某个取值的项，我们还可以用del 语句来删除指定下标的项。也可以用del语句从列表中删除一个片断（前面我们是用给片断赋 空列表的办法删除片断的）。例如：
>>> a
[-1, 1, 66.6, 333, 333, 1234.5]
>>> del a[0]
>>> a
[1, 66.6, 333, 333, 1234.5]
>>> del a[2:4]
>>> a
[1, 66.6, 1234.5]
del也可以用来删除整个变量，例如：
>>> del a
变量删除以后再引用该变量就会出错（除非又给它赋值了）。后面我们还会看到del的其 它一些应用。
5.3 序表和序列
我们看到列表和字符串有许多共同点，例如，下标和片断运算。它们都属于序列数据类型 。因为Python是一个正在不断发展的语言，以后还可能会加入其它的序列数据类型。现在还 有一种标准的序列数据类型，称为序表（tuple）。
序表由一系列值用逗号分隔而成，例如：
>>> t = 12345, 54321, 'hello!'
>>> t[0]
12345
>>> t
(12345, 54321, 'hello!')
>>> # 序表允许嵌套：
... u = t, (1, 2, 3, 4, 5)
>>> u
((12345, 54321, 'hello!'), (1, 2, 3, 4, 5))
输出的序表总是用括号包围，这样可以保证嵌套序表得以正确解释。输入时可以有括号也 可以没有括号，当经常是必须有括号（如果序表是一个大表达式的一部分）。
序表有许多用处，例如，（x，y）坐标对，数据库中的职工纪录，等等。序表与字符串一 样是不可变的：不允许对序表的某一项赋值。
生成序表时对0项或1项的序表有特殊的规定：空序表用一对空括号表示；只有一项的序表 用一个之后面跟一个抖好表示（指把这个值放在括号内是不够的）。这样写不够美观，但很 有效。例如：
>>> empty = ()
>>> singleton = 'hello', # <-- note trailing comma
>>> len(empty)
0
>>> len(singleton)
1
>>> singleton
('hello',)
语句t = 12345, 54321, 'hello!'是序表打包的一个实例：12345, 54321和'hello!'这些 值被打包进了一个序表中。相反的操作也是允许的，例如：
>>> x, y, z = t
这叫做序表解包。序表解包要求等号左边的变量个数等于序表的长度。注意多重赋值只是 序表打包和序表解包的联合使用。有时也对列表进行类似操作，即列表解包。只要把各变量 写成一个列表就可以进行解包：
>>> a = ['spam', 'eggs', 100, 1234]
>>> [a1, a2, a3, a4] = a
5.4 字典
Python内置的另一个有用的数据类型是字典。字典在其它语言中有时被称为“关联记忆” 或“关联数组”。字典不象序列，它不是用在一个范围之内的数字下标来索引，而是用键值 来索引，键值可以是任何不可变类型。字符串和数值总可以作键值。如果序表只包含字符串 、数值或序表则序表也可以作键值使用。列表不能用作键值，因为列表可以用其append()方 法就地改变值。
最好把字典看成是一系列未排序的“键值：值”的集合，在同一字典内键值是互不相同的 。一对空大括号产生一个空字典：{}。在大括号内加入用逗号分开的“键值：值”对可以在 字典内加入初始的键值和值对，字典在输出时也是这样显示的。对字典的主要操作是以某个 键值保存一个值，以及给定键值后查找对应的值。也可以用del删除某个键值：值对。如果用 一个已有定义的键值保存某个值则原来的植被遗忘。用不存在的键值去查找会出错。
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字典对象的keys()方法返回字典中所有键值组成的列表，次序是随机的。需要排序时只要 对返回的键值列表使用sort()方法。为了检查某个键值是否在字典中，使用字典的has_key() 方法。
下面是字典使用的一个简单例子：
>>> tel = {'jack': 4098, 'sape': 4139}
>>> tel['guido'] = 4127
>>> tel
{'sape': 4139, 'guido': 4127, 'jack': 4098}
>>> tel['jack']
4098
>>> del tel['sape']
>>> tel['irv'] = 4127
>>> tel
{'guido': 4127, 'irv': 4127, 'jack': 4098}
>>> tel.keys()
['guido', 'irv', 'jack']
>>> tel.has_key('guido')
1
5.5 条件的进一步讨论
在while语句和if语句中使用的条件除了可以使用比较之外还可以包含其它的运算符。比 较运算符“in”和“not in”可以检查一个值是否在一个序列中。运算符“is”和“is not ”比较两个对象是否恰好是同一个对象，这只对象列表这样的可变对象有意义。所有比较运 算优先级相同，而比较运算的优先级比所有数值运算优先级低。
比较允许连写，例如，a < b == c检查是否a小于等于b而且b等于c。
比较可以用逻辑运算符and和or连接起来，比较的结果（或其它任何逻辑表达式）可以用not 取反。逻辑运算符又比所有比较运算符低，在逻辑运算符中，not优先级最高，or的优先级最 低，所以“A and not B or C”应解释为“(A and (not B)) or C”。当然，可以用括号来 表示所需的组合条件。
逻辑运算符and和or称为“短路”运算符：运算符两侧的表达式是先计算左边的，如果左 边的结果已知则整体结果已知就不再计算右边的表达式。例如，如果A和C为真而B为假则“A and B and C”不会计算表达式C。一般地，当短路运算符的运算结果不是用作逻辑值的时候 返回的是最后求值的那个表达式的值。
可以把比较或其它逻辑表达式的结果赋给一个变量。例如：
>>> string1, string2, string3 = '', 'Trondheim', 'Hammer Dance'
>>> non_null = string1 or string2 or string3
>>> non_null
'Trondheim'
注意Python和C不同，表达式中不能进行赋值。
5.6 序列与其它类型的比较
序列对象可以和其它同序列类型的对象比较。比较使用字典序：先比较最前面两项，如果 这两项不同则结果可以确定；如果这两项相同，就比较下面的两项，如此下去，直到有一个 序列到头为止。如果某两项本身也是同类型的序列，则进行递归的字典序比较。如果两个序 列的所有各项都相等，则这两个序列相等。如果一个序列是另一个序列的一个初始子序列， 短的一个是较小的一个。字符串的字典序比较按各个字符的ASCII次序进行。下面是一些序列 比较的实例：
(1, 2, 3) < (1, 2, 4)
[1, 2, 3] < [1, 2, 4]
'ABC' < 'C' < 'Pascal' < 'Python'
(1, 2, 3, 4) < (1, 2, 4)
(1, 2) < (1, 2, -1)
(1, 2, 3) = (1.0, 2.0, 3.0)
(1, 2, ('aa', 'ab')) < (1, 2, ('abc', 'a'), 4)
注意不同类型的对象比较目前也是合法的。结果是确定的但却没有什么意义：不同类型是 按类型的名字排序的。所以，列表（list）总是小于字符串（string），字符串总是小于序 表（tuple），等等。但是程序中不能依赖这样的比较规则，语言实现可能会改变。不同的数 值类型可以按数值来比较，所以0等于0.0，等等。
（出处：http://www.sheup.com）
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>>> non_null
'Trondheim'
注意Python和C不同，表达式中不能进行赋值。
5.6 序列与其它类型的比较
序列对象可以和其它同序列类型的对象比较。比较使用字典序：先比较最前面两项，如果 这两项不同则结果可以确定；如果这两项相同，就比较下面的两项，如此下去，直到有一个 序列到头为止。如果某两项本身也是同类型的序列，则进行递归的字典序比较。如果两个序 列的所有各项都相等，则这两个序列相等。如果一个序列是另一个序列的一个初始子序列， 短的一个是较小的一个。字符串的字典序比较按各个字符的ASCII次序进行。下面是一些序列 比较的实例：
(1, 2, 3) < (1, 2, 4)
[1, 2, 3] < [1, 2, 4]
'ABC' < 'C' < 'Pascal' < 'Python'
(1, 2, 3, 4) < (1, 2, 4)
(1, 2) < (1, 2, -1)
(1, 2, 3) = (1.0, 2.0, 3.0)
(1, 2, ('aa', 'ab')) < (1, 2, ('abc', 'a'), 4)
注意不同类型的对象比较目前也是合法的。结果是确定的但却没有什么意义：不同类型是 按类型的名字排序的。所以，列表（list）总是小于字符串（string），字符串总是小于序 表（tuple），等等。但是程序中不能依赖这样的比较规则，语言实现可能会改变。不同的数 值类型可以按数值来比较，所以0等于0.0，等等。
（出处：http://www.sheup.com）
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'ABC' < 'C' < 'Pascal' < 'Python'
(1, 2, 3, 4) < (1, 2, 4)
(1, 2) < (1, 2, -1)
(1, 2, 3) = (1.0, 2.0, 3.0)
(1, 2, ('aa', 'ab')) < (1, 2, ('abc', 'a'), 4)
注意不同类型的对象比较目前也是合法的。结果是确定的但却没有什么意义：不同类型是 按类型的名字排序的。所以，列表（list）总是小于字符串（string），字符串总是小于序 表（tuple），等等。但是程序中不能依赖这样的比较规则，语言实现可能会改变。不同的数 值类型可以按数值来比较，所以0等于0.0，等等。
（出处：http://www.sheup.com/）
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