数据结构是组织数据的工具。不仅仅是为了存储，也是为了解决一些问题。 Python中有一些数据结构，包括列表、字典、元组和集合。
列表是一种使用索引顺序存储项目的数据结构。这是列表数据结构的图示。
在 Python 中创建列表的方法有很多种。
items = [1,2,3,4]
items = []
可以通过索引直接访问列表中的项目。
items = [1,2,3,4,5] # access item at index 2 result = items[2] print(result) # returns 3
可以使用 for 循环检索列表中的所有项目。这是一个例子。
# create a new list
items = [1,2,3,4,5]
# retrieve each item inside a list
for item in items:
print(item)
输出
1 2 3 4 5
根据上面的代码，名为 items 的列表是使用指定的 item 创建的。使用 for 循环检索每个项目。
append() 函数将一个新项目添加到列表中。这是append() 用法的示例。
# create empty list
shopping_list = []
# add some items
shopping_list.append("apple")
shopping_list.append("milk")
shopping_list.append("cereal")
# retrieve all items
for item in shopping_list:
print(item)
输出
apple milk cereal
append() 如下图所示。
除了append()函数之外，insert()函数在特定索引中添加一个新项目。这是一个例子。
items = ["apple","banana","mango","coffee"]
# add new item at index 1
items.insert(1,"cereal")
# retrieve all items
for item in items:
print(item)
输出
apple cereal banana mango coffee
insert() 如下图所示。
更新列表中的项目非常简单。只需指定项目的索引，然后使用更新的项目更改它。
# create a list
drinks = ["milkshake","black tea","banana milk","mango juice"]
# update value at index 2
drinks[2] = "chocolate milk"
print(f"value at index 2: {drinks[2]}")
输出
value at index 2: chocolate milk
remove() 函数从列表中删除一个项目。这是一个例子。
items = ["apple","banana","mango","coffee"]
# remove "mango"
items.remove("mango")
# remove item at index 1
items.remove(items[1])
print("after removed")
for item in items:
print(item)
输出
after removed apple coffee
可以通过指定列表的起始索引和结束索引来选择列表中的项目。这是在列表中选择项目的基本结构。
list_name[start:end]
项目是从开始索引到但不包括结束索引选择的。这是在列表中选择项目的示例。
items = ["apple","mango","papaya","coconut","banana"]
# select items from index 1 up to but not including index 3
selected = items[1:3]
# show all items
print(f"all items: {items}")
# show the selected items
print(f"selected: {selected}")
输出
all items: ['apple', 'mango', 'papaya', 'coconut', 'banana'] selected: ['mango', 'papaya']
列表理解是一种创建列表的“函数式”方式。为了理解列表理解，让我们看一个使用迭代方法创建包含偶数值的列表的示例。
evens = []
for i in range(1,11):
evens.append(i*2)
print(evens)
输出
items = [1,2,3,4]
基于上面的代码，偶数是使用 for 循环的迭代方法生成的。上面的例子也可以使用列表理解来实现。这是使用列表理解生成偶数的示例。
items = []
输出
items = [1,2,3,4,5] # access item at index 2 result = items[2] print(result) # returns 3
基于上面的代码，列表理解方法提供了更简洁的代码，并且与之前的迭代方法相同的结果。
列表推导式可以与 if 分支一起使用。在此示例中，列表理解用于根据特定条件过滤某些值。
# create a new list
items = [1,2,3,4,5]
# retrieve each item inside a list
for item in items:
print(item)
输出
1 2 3 4 5
这是上一个示例的迭代版本。
# create empty list
shopping_list = []
# add some items
shopping_list.append("apple")
shopping_list.append("milk")
shopping_list.append("cereal")
# retrieve all items
for item in shopping_list:
print(item)
列表可以像矩阵一样以多维方式存储。这是声明用于存储数字矩阵的多维列表的示例。
apple milk cereal
可以使用双方括号 ([x][y]) 访问该项目，方法是指定 x 表示主列表的索引，而 y 表示嵌套列表内项目的索引。这是数字矩阵的图示。
多维列表中的项目可以通过使用嵌套的 for 循环来检索。
items = ["apple","banana","mango","coffee"]
# add new item at index 1
items.insert(1,"cereal")
# retrieve all items
for item in items:
print(item)
输出
apple cereal banana mango coffee
字典是一种将记录存储为键值对的数据结构。每个键必须是唯一的，同时允许重复值。这说明了字典的数据结构：
创建字典的方法有很多种：
# create a list
drinks = ["milkshake","black tea","banana milk","mango juice"]
# update value at index 2
drinks[2] = "chocolate milk"
print(f"value at index 2: {drinks[2]}")
value at index 2: chocolate milk
可以使用for循环检索字典中的所有记录。这是一个例子。
items = ["apple","banana","mango","coffee"]
# remove "mango"
items.remove("mango")
# remove item at index 1
items.remove(items[1])
print("after removed")
for item in items:
print(item)
输出
after removed apple coffee
要在字典中插入新项目，请指定该项目的键值对。确保密钥是唯一的。
list_name[start:end]
这是在字典中插入新项目的示例。
items = ["apple","mango","papaya","coconut","banana"]
# select items from index 1 up to but not including index 3
selected = items[1:3]
# show all items
print(f"all items: {items}")
# show the selected items
print(f"selected: {selected}")
输出
all items: ['apple', 'mango', 'papaya', 'coconut', 'banana'] selected: ['mango', 'papaya']
要更新字典中的项目，请指定项目的键，然后插入更新的值。
evens = []
for i in range(1,11):
evens.append(i*2)
print(evens)
输出
[2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20]
字典中的键和值可以使用不同的方法独立访问。
evens = [x*2 for x in range(1,11)] # using list comprehension print(evens)
输出
items = [1,2,3,4]
pop() 方法根据给定的键从字典中删除项目。
items = []
输出
items = [1,2,3,4,5] # access item at index 2 result = items[2] print(result) # returns 3
clear() 方法会删除字典中的所有项目。
# create a new list
items = [1,2,3,4,5]
# retrieve each item inside a list
for item in items:
print(item)
输出
1 2 3 4 5
元组是一种不可变的数据结构，用于存储许多值。元组可以包含可变值。创建新元组有两种方法。
# create empty list
shopping_list = []
# add some items
shopping_list.append("apple")
shopping_list.append("milk")
shopping_list.append("cereal")
# retrieve all items
for item in shopping_list:
print(item)
输出
apple milk cereal
items = ["apple","banana","mango","coffee"]
# add new item at index 1
items.insert(1,"cereal")
# retrieve all items
for item in items:
print(item)
元组是不可变的，这意味着它的值一旦创建就无法更改或更新。
apple cereal banana mango coffee
可以使用“元组解包”检索元组中的值（此概念类似于 JavaScript 中的对象解构）。
解包时，解包值的大小必须等于元组的大小。
# create a list
drinks = ["milkshake","black tea","banana milk","mango juice"]
# update value at index 2
drinks[2] = "chocolate milk"
print(f"value at index 2: {drinks[2]}")
输出
value at index 2: chocolate milk
集合是一种无序的数据结构，仅包含唯一的项。创建集合的方法有很多种。
items = ["apple","banana","mango","coffee"]
# remove "mango"
items.remove("mango")
# remove item at index 1
items.remove(items[1])
print("after removed")
for item in items:
print(item)
可以使用 set() 函数创建空集。
after removed apple coffee
集合数据结构自动删除重复值。
list_name[start:end]
输出
items = ["apple","mango","papaya","coconut","banana"]
# select items from index 1 up to but not including index 3
selected = items[1:3]
# show all items
print(f"all items: {items}")
# show the selected items
print(f"selected: {selected}")
可以使用 for 循环访问集合内的值。
all items: ['apple', 'mango', 'papaya', 'coconut', 'banana'] selected: ['mango', 'papaya']
输出
evens = []
for i in range(1,11):
evens.append(i*2)
print(evens)
集合数据结构提供并、交、差、对称差等多种操作。
并集运算返回两个集合中的所有项目。
[2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20]
输出
evens = [x*2 for x in range(1,11)] # using list comprehension print(evens)
交集运算返回集合交集中存在的所有项目。
[2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20]
输出
samples = [12,32,55,10,2,57,66] result = [s for s in samples if s % 4 == 0] # using list comprehension print(result)
差异运算返回仅存在于某个集合中的所有项目。
[12, 32]
输出
samples = [12,32,55,10,2,57,66]
result = []
for s in samples:
if s % 4 == 0:
result.append(s)
print(result)
对称差分运算返回任一集合中存在但不在交集中的所有项目。
matrix = [ [1,2,3], [4,5,6], [7,8,9], ]
输出
items = [1,2,3,4]
函数是一个包含指令的可调用单元，旨在减少代码重复和组织复杂的任务。有两种类型：void 函数（无返回值）和有返回值的函数。
这是Python中函数的基本结构。
items = []
这是Python中void函数（无返回值）的示例。
items = [1,2,3,4,5] # access item at index 2 result = items[2] print(result) # returns 3
输出
# create a new list
items = [1,2,3,4,5]
# retrieve each item inside a list
for item in items:
print(item)
基于上面的代码，创建了名为 hello() 的函数。通过指定函数名后跟括号 () 来调用该函数。
这是有返回值的函数示例。
1 2 3 4 5
输出
# create empty list
shopping_list = []
# add some items
shopping_list.append("apple")
shopping_list.append("milk")
shopping_list.append("cereal")
# retrieve all items
for item in shopping_list:
print(item)
基于上面的代码，创建了名为 add() 的函数来对两个数字求和。 add() 函数的返回值存储在 result 变量中。
使用返回值函数时，请确保使用返回值。
Python 中函数的主题将在单独的章节中详细解释。
让我们创建一个简单的待办事项列表应用程序。该应用程序使用列表作为待办事项的存储，并利用函数来实现更清晰的代码。
第一步是导入 uuid 包并创建一个名为 todos 的列表，用于存储 todo 记录。 uuid 包用作 todo 记录的标识符 (ID)。
apple milk cereal
之后，创建一个 view_todos() 函数来检索所有待办事项记录。所有待办事项记录均使用 for 循环检索。
items = ["apple","banana","mango","coffee"]
# add new item at index 1
items.insert(1,"cereal")
# retrieve all items
for item in items:
print(item)
创建一个view_todo()函数，通过指定的ID检索todo记录。在 for 循环内检查每个待办事项记录，以检查当前待办事项 ID 是否等于指定的 ID。如果匹配，则显示待办事项记录。
apple cereal banana mango coffee
创建一个create_todo()函数来创建一个新的待办事项。 todo 记录表示为带有 id 和 title 字段的字典。
# create a list
drinks = ["milkshake","black tea","banana milk","mango juice"]
# update value at index 2
drinks[2] = "chocolate milk"
print(f"value at index 2: {drinks[2]}")
创建 update_todo() 函数来更新待办事项。在此函数中，todo 记录根据指定的 ID 进行更新。
value at index 2: chocolate milk
创建一个delete_todo()函数来删除一个todo。在此函数中，删除指定ID的todo记录。
items = ["apple","banana","mango","coffee"]
# remove "mango"
items.remove("mango")
# remove item at index 1
items.remove(items[1])
print("after removed")
for item in items:
print(item)
最后，创建一个名为 display_menu() 的函数来显示应用程序的主菜单。
after removed apple coffee
这是完整的代码。
list_name[start:end]
这是应用程序的输出。
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