813|循環 & 使用dict和set

http://www.liaoxuefeng.com/wiki/0014316089557264a6b348958f449949df42a6d3a2e542c000/001431676242561226b32a9ec624505bb8f723d0027b3e7000

Python的循環有兩種,一種是for...in循環,依次把list或tuple中的每個元素迭代出來,看例子:

names = ['Michael', 'Bob', 'Tracy']
for name in names:
    print(name)

執行這段代碼,會依次打印names的每一個元素:

Michael
Bob
Tracy

所以for x in ...循環就是把每個元素代入變量x,然后執行縮進塊的語句。

再比如我們想計算1-10的整數之和,可以用一個sum變量做累加:

sum = 0
for x in [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]:
    sum = sum + x
print(sum)

如果要計算1-100的整數之和,從1寫到100有點困難,幸好Python提供一個range()函數,可以生成一個整數序列,再通過list()函數可以轉換為list。比如range(5)生成的序列是從0開始小于5的整數:

>>> list(range(5))
[0, 1, 2, 3, 4]

range(101)就可以生成0-100的整數序列,計算如下:

sum = 0
for x in range(101):
    sum = sum + x
print(sum)

第二種循環是while循環,只要條件滿足,就不斷循環,條件不滿足時退出循環。比如我們要計算100以內所有奇數之和,可以用while循環實現:

sum = 0
n = 99
while n > 0:
    sum = sum + n
    n = n - 2
print(sum)

練習

請利用循環依次對list中的每個名字打印出Hello, xxx!:

# -*- coding: utf-8 -*-
L = ['Bart', 'Lisa', 'Adam']

for name in L:
    print ('Hello, %s!'%name)

dict

Python內置了字典:dict的支持,dict全稱dictionary,在其他語言中也稱為map,使用鍵-值(key-value)存儲,具有極快的查找速度。

舉個例子,假設要根據同學的名字查找對應的成績,如果用list實現,需要兩個list:

names = ['Michael', 'Bob', 'Tracy']
scores = [95, 75, 85]

給定一個名字,要查找對應的成績,就先要在names中找到對應的位置,再從scores取出對應的成績,list越長,耗時越長。

如果用dict實現,只需要一個“名字”-“成績”的對照表,直接根據名字查找成績,無論這個表有多大,查找速度都不會變慢。用Python寫一個dict如下:

>>> d = {'Michael': 95, 'Bob': 75, 'Tracy': 85}
>>> d['Michael']
95

為什么dict查找速度這么快?因為dict的實現原理和查字典是一樣的。假設字典包含了1萬個漢字,我們要查某一個字,一個辦法是把字典從第一頁往后翻,直到找到我們想要的字為止,這種方法就是在list中查找元素的方法,list越大,查找越慢。

第二種方法是先在字典的索引表里(比如部首表)查這個字對應的頁碼,然后直接翻到該頁,找到這個字。無論找哪個字,這種查找速度都非常快,不會隨著字典大小的增加而變慢。

dict就是第二種實現方式,給定一個名字,比如'Michael',dict在內部就可以直接計算出Michael對應的存放成績的“頁碼”,也就是95這個數字存放的內存地址,直接取出來,所以速度非常快。

你可以猜到,這種key-value存儲方式,在放進去的時候,必須根據key算出value的存放位置,這樣,取的時候才能根據key直接拿到value。

把數據放入dict的方法,除了初始化時指定外,還可以通過key放入:

>>> d['Adam'] = 67
>>> d['Adam']
67

由于一個key只能對應一個value,所以,多次對一個key放入value,后面的值會把前面的值沖掉:

>>> d['Jack'] = 90
>>> d['Jack']
90
>>> d['Jack'] = 88
>>> d['Jack']
88

如果key不存在,dict就會報錯:

>>> d['Thomas']
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
KeyError: 'Thomas'

要避免key不存在的錯誤,有兩種辦法,一是通過in判斷key是否存在:

>>> 'Thomas' in d
False

二是通過dict提供的get方法,如果key不存在,可以返回None,或者自己指定的value:

>>> d.get('Thomas')
>>> d.get('Thomas', -1)
-1

注意:返回None的時候Python的交互式命令行不顯示結果。

要刪除一個key,用pop(key)方法,對應的value也會從dict中刪除:

>>> d.pop('Bob')
75
>>> d
{'Michael': 95, 'Tracy': 85}

請務必注意,dict內部存放的順序和key放入的順序是沒有關系的。

和list比較,dict有以下幾個特點:

查找和插入的速度極快,不會隨著key的增加而增加;
需要占用大量的內存,內存浪費多。
而list相反:

查找和插入的時間隨著元素的增加而增加;
占用空間小,浪費內存很少。
所以,dict是用空間來換取時間的一種方法。

dict可以用在需要高速查找的很多地方,在Python代碼中幾乎無處不在,正確使用dict非常重要,需要牢記的第一條就是dict的key必須是不可變對象。

這是因為dict根據key來計算value的存儲位置,如果每次計算相同的key得出的結果不同,那dict內部就完全混亂了。這個通過key計算位置的算法稱為哈希算法(Hash)。

要保證hash的正確性,作為key的對象就不能變。在Python中,字符串、整數等都是不可變的,因此,可以放心地作為key。而list是可變的,就不能作為key:

>>> key = [1, 2, 3]
>>> d[key] = 'a list'
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: unhashable type: 'list'

set

set和dict類似,也是一組key的集合,但不存儲value。由于key不能重復,所以,在set中,沒有重復的key。

要創建一個set,需要提供一個list作為輸入集合:

>>> s = set([1, 2, 3])
>>> s
{1, 2, 3}

注意,傳入的參數[1, 2, 3]是一個list,而顯示的{1, 2, 3}只是告訴你這個set內部有1,2,3這3個元素,顯示的順序也不表示set是有序的。。

重復元素在set中自動被過濾:

>>> s = set([1, 1, 2, 2, 3, 3])
>>> s
{1, 2, 3}

通過add(key)方法可以添加元素到set中,可以重復添加,但不會有效果:

>>> s.add(4)
>>> s
{1, 2, 3, 4}
>>> s.add(4)
>>> s
{1, 2, 3, 4}

通過remove(key)方法可以刪除元素:

>>> s.remove(4)
>>> s
{1, 2, 3}

我是有多么無聊編了下面這個三角形。。。。

n = 0
s = set([0])
while n <= 5:
    print (s)
    n = n+1
    s.add(n)
print(s)
while n >=0:
    s.remove(n)
    print(s)
    n = n-1
 
{0}
{0, 1}
{0, 1, 2}
{0, 1, 2, 3}
{0, 1, 2, 3, 4}
{0, 1, 2, 3, 4, 5}
{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6}
{0, 1, 2, 3, 4, 5}
{0, 1, 2, 3, 4}
{0, 1, 2, 3}
{0, 1, 2}
{0, 1}
{0}

set可以看成數學意義上的無序和無重復元素的集合,因此,兩個set可以做數學意義上的交集、并集等操作:

>>> s1 = set([1, 2, 3])
>>> s2 = set([2, 3, 4])
>>> s1 & s2
{2, 3}
>>> s1 | s2
{1, 2, 3, 4}

set和dict的唯一區別僅在于沒有存儲對應的value,但是,set的原理和dict一樣,所以,同樣不可以放入可變對象,因為無法判斷兩個可變對象是否相等,也就無法保證set內部“不會有重復元素”。試試把list放入set,看看是否會報錯。

小結

使用key-value存儲結構的dict在Python中非常有用,選擇不可變對象作為key很重要,最常用的key是字符串。

tuple雖然是不變對象,但試試把(1, 2, 3)和(1, [2, 3])放入dict或set中,并解釋結果。

答:(1,2,3)做key可以,為非變量。(1,[2,3])不行,因為[2,3]是變量,導致(1,[2,3])的值可變化。
做一個簡單的類比。把變量因素當做因子“0”,非變量當做1.當兩者包含關系的時候,用乘法來判斷最后結果是變量還是非變量。

變量包含變量: 00=0, 依然是變量。
變量包含非變量:0
1=0,結果是變量。
非變量包含變量:10=0,結果是變量。
非變量包含非變量:1
1=1,結果是非變量。

其他: range()函數

>>> range(1,5) #代表從1到5(不包含5)
[1, 2, 3, 4]
>>> range(1,5,2) #代表從1到5,間隔2(不包含5)
[1, 3]
>>> range(5) #代表從0到5(不包含5)
[0, 1, 2, 3, 4]

xrange()函數,更好用。因為每次都只是放了一個生成器在對應位置,不占用list本身具有的大量空間。只有在調用的時候才即時生成list,效率更高。

可是range()在python 3里面已經和xrange一樣好用了,于是3里面沒有xrange了。。。。

最后編輯于
?著作權歸作者所有,轉載或內容合作請聯系作者
平臺聲明:文章內容(如有圖片或視頻亦包括在內)由作者上傳并發布,文章內容僅代表作者本人觀點,簡書系信息發布平臺,僅提供信息存儲服務。
  • 序言:七十年代末,一起剝皮案震驚了整個濱河市,隨后出現的幾起案子,更是在濱河造成了極大的恐慌,老刑警劉巖,帶你破解...
    沈念sama閱讀 229,885評論 6 541
  • 序言:濱河連續發生了三起死亡事件,死亡現場離奇詭異,居然都是意外死亡,警方通過查閱死者的電腦和手機,發現死者居然都...
    沈念sama閱讀 99,312評論 3 429
  • 文/潘曉璐 我一進店門,熙熙樓的掌柜王于貴愁眉苦臉地迎上來,“玉大人,你說我怎么就攤上這事。” “怎么了?”我有些...
    開封第一講書人閱讀 177,993評論 0 383
  • 文/不壞的土叔 我叫張陵,是天一觀的道長。 經常有香客問我,道長,這世上最難降的妖魔是什么? 我笑而不...
    開封第一講書人閱讀 63,667評論 1 317
  • 正文 為了忘掉前任,我火速辦了婚禮,結果婚禮上,老公的妹妹穿的比我還像新娘。我一直安慰自己,他們只是感情好,可當我...
    茶點故事閱讀 72,410評論 6 411
  • 文/花漫 我一把揭開白布。 她就那樣靜靜地躺著,像睡著了一般。 火紅的嫁衣襯著肌膚如雪。 梳的紋絲不亂的頭發上,一...
    開封第一講書人閱讀 55,778評論 1 328
  • 那天,我揣著相機與錄音,去河邊找鬼。 笑死,一個胖子當著我的面吹牛,可吹牛的內容都是我干的。 我是一名探鬼主播,決...
    沈念sama閱讀 43,775評論 3 446
  • 文/蒼蘭香墨 我猛地睜開眼,長吁一口氣:“原來是場噩夢啊……” “哼!你這毒婦竟也來了?” 一聲冷哼從身側響起,我...
    開封第一講書人閱讀 42,955評論 0 289
  • 序言:老撾萬榮一對情侶失蹤,失蹤者是張志新(化名)和其女友劉穎,沒想到半個月后,有當地人在樹林里發現了一具尸體,經...
    沈念sama閱讀 49,521評論 1 335
  • 正文 獨居荒郊野嶺守林人離奇死亡,尸身上長有42處帶血的膿包…… 初始之章·張勛 以下內容為張勛視角 年9月15日...
    茶點故事閱讀 41,266評論 3 358
  • 正文 我和宋清朗相戀三年,在試婚紗的時候發現自己被綠了。 大學時的朋友給我發了我未婚夫和他白月光在一起吃飯的照片。...
    茶點故事閱讀 43,468評論 1 374
  • 序言:一個原本活蹦亂跳的男人離奇死亡,死狀恐怖,靈堂內的尸體忽然破棺而出,到底是詐尸還是另有隱情,我是刑警寧澤,帶...
    沈念sama閱讀 38,998評論 5 363
  • 正文 年R本政府宣布,位于F島的核電站,受9級特大地震影響,放射性物質發生泄漏。R本人自食惡果不足惜,卻給世界環境...
    茶點故事閱讀 44,696評論 3 348
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一處隱蔽的房頂上張望。 院中可真熱鬧,春花似錦、人聲如沸。這莊子的主人今日做“春日...
    開封第一講書人閱讀 35,095評論 0 28
  • 文/蒼蘭香墨 我抬頭看了看天上的太陽。三九已至,卻和暖如春,著一層夾襖步出監牢的瞬間,已是汗流浹背。 一陣腳步聲響...
    開封第一講書人閱讀 36,385評論 1 294
  • 我被黑心中介騙來泰國打工, 沒想到剛下飛機就差點兒被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道東北人。 一個月前我還...
    沈念sama閱讀 52,193評論 3 398
  • 正文 我出身青樓,卻偏偏與公主長得像,于是被迫代替她去往敵國和親。 傳聞我的和親對象是個殘疾皇子,可洞房花燭夜當晚...
    茶點故事閱讀 48,431評論 2 378

推薦閱讀更多精彩內容