Python数据结构:探索集合、字典与内建函数

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"这篇文档详细介绍了Python编程语言中的集合(set)、字典(dictionary)、解析式、生成器以及内建函数。重点讲述了集合的特点、创建方法、元素的添加与删除,以及字典的基础操作。" 在Python中,集合是一种特殊的数据结构,它具有以下关键特性: 1. **可变性**:集合中的元素可以被添加或删除。 2. **无序性**:集合中的元素没有特定的顺序,不能通过索引访问。 3. **唯一性**:集合中的每个元素都是独一无二的,不允许重复。 创建集合通常有两种方式: - 使用`set()`函数创建空集合,如`s1 = set()`。 - 直接用大括号`{}`来创建包含元素的集合,但需要注意,空的大括号会创建一个空字典,而不是集合。例如`s5 = {}`创建的是一个空字典,而`s2 = {0, 1, 2, 3, 4}`创建的是一个包含整数的集合。 集合的元素必须是可以哈希的,这意味着它们不能是不可变类型,如`list`、`bytearray`、`dict`和`set`。集合支持迭代,但不支持索引访问。 添加元素到集合中的方法主要有两种: - `add(elem)`:向集合中添加一个元素,如果元素已经存在,什么都不会发生。 - `update(*other)`:合并其他可迭代对象中的元素到集合中,过程中会自动去除重复元素。 删除集合元素的方法包括: - `remove(elem)`:根据值删除元素,如果元素不存在,会抛出`KeyError`异常。 - `discard(elem)`:同样删除元素,但如果元素不存在,不会抛出异常。 - `pop()`:随机移除并返回一个元素,空集调用会引发`KeyError`。 - `clear()`:移除所有元素,集合变得为空,但并非真正释放内存,只是做了标记。 集合的操作还包括并集、交集、差集等,这些操作允许我们方便地处理集合间的逻辑关系。 此外,字典是另一种重要的数据结构,它由键值对组成,提供关联数组的功能。字典是可变的,可以通过键来快速查找对应的值。字典的创建同样可以使用`{}`或`dict()`函数。内建函数如`len()`用于获取元素个数,`sorted()`用于排序,`type()`用于检查数据类型,这些都是Python编程中常见的工具。 解析式在Python中主要指的是正则表达式,用于字符串的模式匹配和搜索。生成器则是用来创建迭代器的一种方式,它们允许我们在运行时动态生成序列,节省内存,特别是在处理大量数据时。 最后,Python提供了丰富的内建函数,如`map()`、`filter()`、`reduce()`等,它们简化了对数据的操作和处理。例如,`map()`可以应用于函数和可迭代对象,将函数应用到每个元素上,返回一个新的迭代器;`filter()`则用于根据提供的函数过滤可迭代对象的元素。这些内建函数极大地增强了Python的表达能力和效率。