”工欲善其事,必先利其器。“—孔子《论语.录灵公》
首页 > 编程 > 全面的 Python 数据结构备忘单

全面的 Python 数据结构备忘单

发布于2024-08-02
浏览:237

Comprehensive Python Data Structures Cheat sheet

Comprehensive Python Data Structures Cheat sheet

Table of Contents

  1. Lists
  2. Tuples
  3. Sets
  4. Dictionaries
  5. Strings
  6. Arrays
  7. Stacks
  8. Queues
  9. Linked Lists
  10. Trees
  11. Heaps
  12. Graphs
  13. Advanced Data Structures

Lists

Lists are ordered, mutable sequences.

Creation

empty_list = []
list_with_items = [1, 2, 3]
list_from_iterable = list("abc")
list_comprehension = [x for x in range(10) if x % 2 == 0]

Common Operations

# Accessing elements
first_item = my_list[0]
last_item = my_list[-1]

# Slicing
subset = my_list[1:4]  # Elements 1 to 3
reversed_list = my_list[::-1]

# Adding elements
my_list.append(4)  # Add to end
my_list.insert(0, 0)  # Insert at specific index
my_list.extend([5, 6, 7])  # Add multiple elements

# Removing elements
removed_item = my_list.pop()  # Remove and return last item
my_list.remove(3)  # Remove first occurrence of 3
del my_list[0]  # Remove item at index 0

# Other operations
length = len(my_list)
index = my_list.index(4)  # Find index of first occurrence of 4
count = my_list.count(2)  # Count occurrences of 2
my_list.sort()  # Sort in place
sorted_list = sorted(my_list)  # Return new sorted list
my_list.reverse()  # Reverse in place

Advanced Techniques

# List as stack
stack = [1, 2, 3]
stack.append(4)  # Push
top_item = stack.pop()  # Pop

# List as queue (not efficient, use collections.deque instead)
queue = [1, 2, 3]
queue.append(4)  # Enqueue
first_item = queue.pop(0)  # Dequeue

# Nested lists
matrix = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]
flattened = [item for sublist in matrix for item in sublist]

# List multiplication
repeated_list = [0] * 5  # [0, 0, 0, 0, 0]

# List unpacking
a, *b, c = [1, 2, 3, 4, 5]  # a=1, b=[2, 3, 4], c=5

Tuples

Tuples are ordered, immutable sequences.

Creation

empty_tuple = ()
single_item_tuple = (1,)  # Note the comma
tuple_with_items = (1, 2, 3)
tuple_from_iterable = tuple("abc")

Common Operations

# Accessing elements (similar to lists)
first_item = my_tuple[0]
last_item = my_tuple[-1]

# Slicing (similar to lists)
subset = my_tuple[1:4]

# Other operations
length = len(my_tuple)
index = my_tuple.index(2)
count = my_tuple.count(3)

# Tuple unpacking
a, b, c = (1, 2, 3)

Advanced Techniques

# Named tuples
from collections import namedtuple
Point = namedtuple('Point', ['x', 'y'])
p = Point(11, y=22)
print(p.x, p.y)

# Tuple as dictionary keys (immutable, so allowed)
dict_with_tuple_keys = {(1, 2): 'value'}

Sets

Sets are unordered collections of unique elements.

Creation

empty_set = set()
set_with_items = {1, 2, 3}
set_from_iterable = set([1, 2, 2, 3, 3])  # {1, 2, 3}
set_comprehension = {x for x in range(10) if x % 2 == 0}

Common Operations

# Adding elements
my_set.add(4)
my_set.update([5, 6, 7])

# Removing elements
my_set.remove(3)  # Raises KeyError if not found
my_set.discard(3)  # No error if not found
popped_item = my_set.pop()  # Remove and return an arbitrary element

# Other operations
length = len(my_set)
is_member = 2 in my_set

# Set operations
union = set1 | set2
intersection = set1 & set2
difference = set1 - set2
symmetric_difference = set1 ^ set2

Advanced Techniques

# Frozen sets (immutable)
frozen = frozenset([1, 2, 3])

# Set comparisons
is_subset = set1 = set2
is_disjoint = set1.isdisjoint(set2)

# Set of sets (requires frozenset)
set_of_sets = {frozenset([1, 2]), frozenset([3, 4])}

Dictionaries

Dictionaries are mutable mappings of key-value pairs.

Creation

empty_dict = {}
dict_with_items = {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}
dict_from_tuples = dict([('a', 1), ('b', 2), ('c', 3)])
dict_comprehension = {x: x**2 for x in range(5)}

Common Operations

# Accessing elements
value = my_dict['key']
value = my_dict.get('key', default_value)

# Adding/Updating elements
my_dict['new_key'] = value
my_dict.update({'key1': value1, 'key2': value2})

# Removing elements
del my_dict['key']
popped_value = my_dict.pop('key', default_value)
last_item = my_dict.popitem()  # Remove and return an arbitrary key-value pair

# Other operations
keys = my_dict.keys()
values = my_dict.values()
items = my_dict.items()
length = len(my_dict)
is_key_present = 'key' in my_dict

Advanced Techniques

# Dictionary unpacking
merged_dict = {**dict1, **dict2}

# Default dictionaries
from collections import defaultdict
dd = defaultdict(list)
dd['key'].append(1)  # No KeyError

# Ordered dictionaries (Python 3.7  dictionaries are ordered by default)
from collections import OrderedDict
od = OrderedDict([('a', 1), ('b', 2), ('c', 3)])

# Counter
from collections import Counter
c = Counter(['a', 'b', 'c', 'a', 'b', 'b'])
print(c.most_common(2))  # [('b', 3), ('a', 2)]

Strings

Strings are immutable sequences of Unicode characters.

Creation

single_quotes = 'Hello'
double_quotes = "World"
triple_quotes = '''Multiline
string'''
raw_string = r'C:\Users\name'
f_string = f"The answer is {40   2}"

Common Operations

# Accessing characters
first_char = my_string[0]
last_char = my_string[-1]

# Slicing (similar to lists)
substring = my_string[1:4]

# String methods
upper_case = my_string.upper()
lower_case = my_string.lower()
stripped = my_string.strip()
split_list = my_string.split(',')
joined = ', '.join(['a', 'b', 'c'])

# Other operations
length = len(my_string)
is_substring = 'sub' in my_string
char_count = my_string.count('a')

Advanced Techniques

# String formatting
formatted = "{} {}".format("Hello", "World")
formatted = "%s %s" % ("Hello", "World")

# Regular expressions
import re
pattern = r'\d '
matches = re.findall(pattern, my_string)

# Unicode handling
unicode_string = u'\u0061\u0062\u0063'

Arrays

Arrays are compact sequences of numeric values (from the array module).

Creation and Usage

from array import array
int_array = array('i', [1, 2, 3, 4, 5])
float_array = array('f', (1.0, 1.5, 2.0, 2.5))

# Operations (similar to lists)
int_array.append(6)
int_array.extend([7, 8, 9])
popped_value = int_array.pop()

Stacks

Stacks can be implemented using lists or collections.deque.

Implementation and Usage

# Using list
stack = []
stack.append(1)  # Push
stack.append(2)
top_item = stack.pop()  # Pop

# Using deque (more efficient)
from collections import deque
stack = deque()
stack.append(1)  # Push
stack.append(2)
top_item = stack.pop()  # Pop

Queues

Queues can be implemented using collections.deque or queue.Queue.

Implementation and Usage

# Using deque
from collections import deque
queue = deque()
queue.append(1)  # Enqueue
queue.append(2)
first_item = queue.popleft()  # Dequeue

# Using Queue (thread-safe)
from queue import Queue
q = Queue()
q.put(1)  # Enqueue
q.put(2)
first_item = q.get()  # Dequeue

Linked Lists

Python doesn't have a built-in linked list, but it can be implemented.

Simple Implementation

class Node:
    def __init__(self, data):
        self.data = data
        self.next = None

class LinkedList:
    def __init__(self):
        self.head = None

    def append(self, data):
        if not self.head:
            self.head = Node(data)
            return
        current = self.head
        while current.next:
            current = current.next
        current.next = Node(data)

Trees

Trees can be implemented using custom classes.

Simple Binary Tree Implementation

class TreeNode:
    def __init__(self, value):
        self.value = value
        self.left = None
        self.right = None

class BinaryTree:
    def __init__(self, root):
        self.root = TreeNode(root)

    def insert(self, value):
        self._insert_recursive(self.root, value)

    def _insert_recursive(self, node, value):
        if value 



Heaps

Heaps can be implemented using the heapq module.

Usage

import heapq

# Create a heap
heap = []
heapq.heappush(heap, 3)
heapq.heappush(heap, 1)
heapq.heappush(heap, 4)

# Pop smallest item
smallest = heapq.heappop(heap)

# Create a heap from a list
my_list = [3, 1, 4, 1, 5, 9]
heapq.heapify(my_list)

Graphs

Graphs can be implemented using dictionaries.

Simple Implementation

class Graph:
    def __init__(self):
        self.graph = {}

    def add_edge(self, u, v):
        if u not in self.graph:
            self.graph[u] = []
        self.graph[u].append(v)

    def bfs(self, start):
        visited = set()
        queue = [start]
        visited.add(start)
        while queue:
            vertex = queue.pop(0)
            print(vertex, end=' ')
            for neighbor in self.graph.get(vertex, []):
                if neighbor not in visited:
                    visited.add(neighbor)
                    queue.append(neighbor)

Advanced Data Structures

Trie

class TrieNode:
    def __init__(self):
        self.children = {}
        self.is_end = False

class Trie:
    def __init__(self):
        self.root = TrieNode()

    def insert(self, word):
        node = self.root
        for char in word:
            if char not in node.children:
                node.children[char] = TrieNode()
            node = node.children[char]
        node.is_end = True

    def search(self, word):
        node = self.root
        for char in word:
            if char not in node.children:
                return False
            node = node.children[char]
        return node.is_end

Disjoint Set (Union-Find)

class DisjointSet:
    def __init__(self, vertices):
        self.parent = {v: v for v in vertices}
        self.rank = {v: 0 for v in vertices}

    def find(self, item):
        if self.parent[item] != item:
            self.parent[item] = self.find(self.parent[item])
        return self.parent[item]

    def union(self, x, y):
        xroot = self.find(x)
        yroot = self.find(y)
        if self.rank[xroot]  self.rank[yroot]:
            self.parent[yroot] = xroot
        else:
            self.parent[yroot] = xroot
            self.rank[xroot]  = 1

This comprehensive cheatsheet covers a wide range of Python data structures, from the basic built-in types to more advanced custom implementations. Each section includes creation methods, common operations, and advanced techniques where applicable.
0

版本声明 本文转载于:https://dev.to/thelinuxman/comprehensive-python-data-structures-cheat-sheet-2j3p?1如有侵犯,请联系[email protected]删除
最新教程 更多>
  • 对于专业开发人员来说最有用的 VS Code 快捷方式?
    对于专业开发人员来说最有用的 VS Code 快捷方式?
    VS Code 中 20 个最有用的快捷键 一般导航 命令面板:访问 VS Code 中的所有可用命令。 Ctrl Shift P (Windows/Linux) 或 Cmd Shift P (macOS) 快速打开:按名称快速打开文件。 Ctrl P (Windows/Linux) 或 Cmd ...
    编程 发布于2024-11-06
  • 何时使用“composer update”与“composer install”?
    何时使用“composer update”与“composer install”?
    探索composer update和composer install之间的区别Composer是一个流行的PHP依赖管理器,提供两个关键命令:composer update和composer install。虽然它们具有管理依赖关系的共同目标,但它们具有不同的目的并以不同的方式运行。Composer...
    编程 发布于2024-11-06
  • Python 中的面向对象编程 (OOP):类和对象解释
    Python 中的面向对象编程 (OOP):类和对象解释
    面向对象编程 (OOP) 是软件开发中使用的关键方法。 在本文中,我们将探讨 OOP 的主要思想,特别是 Python 中的类、对象、继承和多态性。 在本指南结束时,您将了解如何使用 OOP 原则组织 Python 代码,使您的程序更加模块化、可重用且更易于维护。 什么是面向对象编...
    编程 发布于2024-11-06
  • 在 Git 中切换分支而不丢失您的工作
    在 Git 中切换分支而不丢失您的工作
    作为开发人员,我们经常发现自己处于这样的情况:当我们深入编写功能时,突然有一个紧急问题需要我们立即关注。为了解决这个问题,我们需要切换 Git 中的分支。但是,如果我们尚未提交当前的更改,那么这样做可能会有风险。我们可能会失去工作或面临合并冲突。 在这篇文章中,我将引导您了解两种在 Git 中切换分...
    编程 发布于2024-11-06
  • shell 中的 Props 和回调
    shell 中的 Props 和回调
    在这篇博文中,我将带您了解一个实际场景,其中父组件 (ListBox) 与子组件 (AlertComponent) 使用 props 和回调。 当您希望子组件与父组件通信以维护状态或触发操作时,这在 React 中非常有用。 让我们通过这个例子来理解: 我有一个 ListBox 组件,用于显示项目...
    编程 发布于2024-11-06
  • 如何使用 Python 的 argparse 模块将值列表作为命令行参数传递?
    如何使用 Python 的 argparse 模块将值列表作为命令行参数传递?
    如何使用 argparse 将列表作为命令行参数传递?在 Python 的 argparse 模块中,您可以传递列表使用 nargs 或附加选项作为命令行参数。nargs使用 nargs 指定期望的参数数量。例如,nargs=' 表示一个或多个参数,nargs='*' 表示零...
    编程 发布于2024-11-06
  • 如何解决 ES6 模块中的“意外令牌导出”错误?
    如何解决 ES6 模块中的“意外令牌导出”错误?
    意外的令牌导出:拥抱 ES6 模块支持尝试运行 ES6 代码时遇到“意外的令牌导出”错误可能会令人困惑问题。当运行时环境缺乏对您正在使用的 EcmaScript 模块 (ESM) 语法的支持时,就会出现此错误。了解 ESM:ESM,通常称为“ ES6 Modules”引入了 JavaScript 的...
    编程 发布于2024-11-06
  • Next.js 简介:构建您的第一个应用程序
    Next.js 简介:构建您的第一个应用程序
    Next.js 是一种流行的 React 框架,使开发人员能够创建快速的服务器渲染应用程序。它提供了强大的开箱即用功能,例如静态站点生成 (SSG)、服务器端渲染 (SSR) 和 API 路由。在本指南中,我们将逐步介绍构建您的第一个 Next.js 应用程序的过程,重点关注关键概念和实际示例。 ...
    编程 发布于2024-11-06
  • 使用 ChatGPT 构建订单处理服务(贡献努力)并已完成
    使用 ChatGPT 构建订单处理服务(贡献努力)并已完成
    人工智能为改变和提高我的日常工作效率做出了贡献 作为一名开发人员,当您的时间有限时,构建订单处理服务有时会让人感到不知所措。然而,借助 ChatGPT 等人工智能驱动的开发工具的强大功能,您可以通过生成代码、设计实体和逐步解决问题来显着加快流程。在本文中,我将向您介绍如何使用 ChatGPT 在短短...
    编程 发布于2024-11-06
  • 如何在 Django 中记录所有 SQL 查询?
    如何在 Django 中记录所有 SQL 查询?
    如何在 Django 中记录 SQL 查询记录 Django 应用程序执行的所有 SQL 查询有利于调试和性能分析。本文提供了有关如何有效实现此目标的分步指南。配置要记录所有 SQL 查询,包括管理站点生成的查询,请将以下代码段集成到settings.py 文件中的 LOGGING 字段:LOGGI...
    编程 发布于2024-11-06
  • JavaScript 是同步还是异步,是单线程还是多线程? JavaScript代码是如何执行的?
    JavaScript 是同步还是异步,是单线程还是多线程? JavaScript代码是如何执行的?
    JavaScript 是一种同步、单线程语言,一次只能执行一个命令。仅当当前行执行完毕后,才会移至下一行。但是,JavaScript 可以使用事件循环、Promises、Async/Await 和回调队列执行异步操作(JavaScript 默认情况下是同步的)。 JavaScript代码是如何执行的...
    编程 发布于2024-11-06
  • 如何从 PHP 中的对象数组中提取一列属性?
    如何从 PHP 中的对象数组中提取一列属性?
    PHP:从对象数组中高效提取一列属性许多编程场景都涉及使用对象数组,其中每个对象可能有多个属性。有时,需要从每个对象中提取特定属性以形成单独的数组。在 PHP 中,在不借助循环或外部函数的情况下用一行代码实现此目标可能很棘手。一种可能的方法是利用 array_walk() 函数和 create_fu...
    编程 发布于2024-11-06
  • 构建 PHP Web 项目的最佳实践
    构建 PHP Web 项目的最佳实践
    规划新的 PHP Web 项目时,考虑技术和战略方面以确保成功非常重要。以下是一些规则来指导您完成整个过程: 1. 定义明确的目标和要求 为什么重要:清楚地了解项目目标有助于避免范围蔓延并与利益相关者设定期望。 行动: 创建具有特定功能的项目大纲。 确定核心特征和潜在的发展阶段。 ...
    编程 发布于2024-11-06
  • 如何在不使用嵌套查询的情况下从 MySQL 中的查询结果分配用户变量?
    如何在不使用嵌套查询的情况下从 MySQL 中的查询结果分配用户变量?
    MySQL 中根据查询结果分配用户变量背景和目标根据查询结果分配用户定义的变量可以增强数据库操作能力。本文探讨了一种在 MySQL 中实现此目的的方法,而无需借助嵌套查询。用户变量赋值语法与流行的看法相反,用户变量赋值可以直接集成到查询中。 SET 语句的赋值运算符是= 或:=。但是,:= 必须在其...
    编程 发布于2024-11-06

免责声明: 提供的所有资源部分来自互联网,如果有侵犯您的版权或其他权益,请说明详细缘由并提供版权或权益证明然后发到邮箱:[email protected] 我们会第一时间内为您处理。

Copyright© 2022 湘ICP备2022001581号-3