Python: 常見數據結構

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Python 提供了多種數據結構來幫助您有效地組織、存儲和操作數據。最常用的是列表、元組、字典和集合。列表和元組維持元素的有序序列，字典存儲鍵值對，集合存儲唯一元素。每種結構都有一系列針對特定用例的方法。

• 列表：my_list = [1, 2, 3, 4]
• 元組：my_tuple = (1, 2, 3, 4)
• 字典：my_dictionary = {'key1': 'value1', 'key2': 'value2'}
• 集合：my_set = {1, 2, 3, 4}

列表

列表是可變的、有序的元素集合。它們允許重複，並且可以包含各種數據類型的元素，包括其他列表、元組、字典或集合。您可以輕鬆添加、更新和刪除元素。列表用方括號 [] 定義，元素用逗號分隔。

關於列表的要點：

1. 可變且有序
2. 允許重複元素
3. 保持元素添加的順序
4. 支持多種數據類型
5. 提供添加、更新和刪除元素的操作

當您需要動態且可調整大小的項目集合時，列表通常會被使用。

例子：

# 創建列表
my_list = [1, 2, 3, 4, 5]

# 訪問元素
print(my_list[0])  # 輸出：1
print(my_list[-1])  # 輸出：5

# 添加元素
my_list.append(6)
print(my_list)  # 輸出：[1, 2, 3, 4, 5, 6]

# 更新元素
my_list[0] = 0
print(my_list)  # 輸出：[0, 2, 3, 4, 5, 6]

# 刪除元素
del my_list[0]
print(my_list)  # 輸出：[2, 3, 4, 5, 6]

字典

字典是可變的、無序的鍵值對集合。每個鍵必須是唯一的，您可以使用這些鍵來訪問其關聯的值。與列表一樣，字典可以存儲各種數據類型的元素，包括嵌套集合。它們用大括號 {} 定義，鍵值對用逗號分隔，鍵和值用冒號分隔。

關於字典的要點：

1. 可變且無序的集合
2. 由鍵值對組成，鍵唯一
3. 使用鍵訪問值
4. 存儲多種數據類型

字典非常適合需要查找的任務，例如配置設置或頻率計數。

例子：

# 創建字典
my_dictionary = {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}

# 訪問元素
print(my_dictionary['a'])  # 輸出：1

# 添加元素
my_dictionary['d'] = 4
print(my_dictionary)  # 輸出：{'a': 1, 'b': 2, 'c': 3, 'd': 4}

# 更新元素
my_dictionary['a'] = 0
print(my_dictionary)  # 輸出：{'a': 0, 'b': 2, 'c': 3, 'd': 4}

# 刪除元素
del my_dictionary['a']
print(my_dictionary)  # 輸出：{'b': 2, 'c': 3, 'd': 4}

元組

元組是不可變的、有序的元素集合。它們的工作方式與列表類似，但一旦創建元組，其元素就不能更改、添加或刪除。元組用括號 () 定義，元素用逗號分隔。

關於元組的要點：

1. 不可變且有序的集合
2. 支持多種數據類型
3. 固定大小的結構

當您需要不可更改的集合，或想將集合用作字典鍵時，元組很有用。

例子：

# 創建元組
my_tuple = (1, 2, 3, 4, 5)

# 訪問元素
print(my_tuple[0])  # 輸出：1
print(my_tuple[-1])  # 輸出：5

# 注意：元組是不可變的

集合

集合是可變的、無序的集合，存儲唯一元素。它們自動刪除重複項，並且不維持順序。集合可以包含多種數據類型的元素，但不包括可變類型，如列表和字典。它們可以用大括號 {} 或 set() 構造函數定義。

關於集合的要點：

1. 可變且無序
2. 僅存儲唯一元素，自動刪除重複項
3. 排除可變類型（如列表和字典）

集合非常適合成員測試、去重和執行集合操作，如聯集、交集和差集。

# 創建集合
my_set = {1, 2, 3, 4, 5}

# 檢查成員資格
print(1 in my_set)  # 輸出：True

# 添加元素
my_set.add(6)
print(my_set)  # 輸出：{1, 2, 3, 4, 5, 6}

# 通過刪除一個元素並添加另一個元素來更新
my_set.remove(1)
my_set.add(0)
print(my_set)  # 輸出：{0, 2, 3, 4, 5, 6}

# 刪除元素
my_set.remove(0)
print(my_set)  # 輸出：{2, 3, 4, 5, 6}