本文摘自朱雷老師所著《Python工匠》一書內(nèi)容，作為筆記予以記錄。

列表、元組、字典、集合是Python中4中內(nèi)置容器類型，是Python語言中最為重要的組成部分，在《Python工匠》第三章容器類型中做了重要知識(shí)點(diǎn)的介紹，并引申出了對(duì)象的可變性、可哈希性等諸多基礎(chǔ)概念，在其它的Python書籍中很少讀到見底如此之深，特別有用的知識(shí)內(nèi)容，特此記錄。

內(nèi)置容器功能豐富，基于它構(gòu)建的自定義容器更為強(qiáng)大，能夠幫助我們完成許多有趣的事情，在本文后面將摘錄作者自定義字典類型，優(yōu)化了一個(gè)日志分析腳本。

雖然無需了解類表的底層實(shí)現(xiàn)原理就可以使用列表，但如果能深入了解列表是基于數(shù)組實(shí)現(xiàn)的，就能避開一些性能陷阱，知道在什么情況下應(yīng)該選擇其它數(shù)據(jù)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)某些需求。

一、《Python工匠》第三章容器類型中的知識(shí)總結(jié)：

（1）基礎(chǔ)知識(shí)

• 在進(jìn)行函數(shù)調(diào)用時(shí)，傳遞的不是變量的值或者引用，而是變量所指對(duì)象的引用
• Python內(nèi)置類型可以分為可變與不可變兩種，可變性會(huì)影響一些操作的行為，比如+=
• 對(duì)于可變類型，必要時(shí)對(duì)其進(jìn)行拷貝操作，能避免產(chǎn)生意料之外的影響
• 常見的淺拷貝方式：copy.copy、推導(dǎo)式、切片操作
• 使用copy.deepcopy可以進(jìn)行深拷貝操作

（2）列表與元組

• 使用enumerate可以在遍歷列表的同時(shí)獲取下標(biāo)
• 函數(shù)的多返回值其實(shí)是一個(gè)元組
• 不存在元組推導(dǎo)式（表達(dá)式），但可以使用tuple函數(shù)來將生成器表達(dá)式轉(zhuǎn)換為元組
• 元組經(jīng)常用來表示一些結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)

（3）字典與集合

• 在Python3.7版本前，字典類型是無序的，之后變?yōu)楸Ａ魯?shù)據(jù)的插入順序
• 使用OrderedDict可以在Python3.7以前的版本里獲得有序字典
• 只有可哈希的對(duì)象才能存入集合，或者作為字典的鍵使用
• 使用有序字典OrderedDict可以快速實(shí)現(xiàn)有序去重
• 使用fonzenset可以獲得一個(gè)不可變的集合對(duì)象
• 集合可以方便地進(jìn)行集合運(yùn)算，計(jì)算交集、并集等
• 不要通過繼承dict來創(chuàng)建自定義字典類型

（4）代碼可讀性技巧

• 具名元組比普通元組可讀性更強(qiáng)
• 列表推導(dǎo)式可以更快速地完成遍歷、過濾、處理以及構(gòu)建新列表操作
• 不要編寫過于復(fù)雜的推導(dǎo)式，用樸實(shí)的代碼替代就好
• 不要把推導(dǎo)式當(dāng)做代碼量更少的循環(huán)，寫普通循環(huán)就好

（5）代碼可維護(hù)性技巧

• 當(dāng)訪問的字典鍵不存在時(shí)，可以選擇捕獲異?；蛳茸雠袛啵瑑?yōu)先推薦捕獲異常
• 使用get、setdefault、帶參數(shù)的pop方法可以簡(jiǎn)化邊界處理邏輯
• 使用具名元組作為返回值，比普通元組更好擴(kuò)展
• 當(dāng)字典鍵不存在時(shí)，使用defaultdict可以簡(jiǎn)化處理
• 繼承MutalbeMapping可以方便地創(chuàng)建自定義字典類，封裝處理邏輯
• 用生成器按需返回成員，比直接返回一個(gè)列表更靈活，也更省內(nèi)存
• 使用動(dòng)態(tài)解包語法可以方便地合并字典
• 不要在遍歷列表的同時(shí)修改，否則會(huì)出現(xiàn)不可預(yù)期的結(jié)果

（6）代碼性能要點(diǎn)

• 列表的底層實(shí)現(xiàn)決定了它的頭部操作很慢，deque類型則沒有這個(gè)問題
• 當(dāng)需要判斷某個(gè)成員在容器中是否存在時(shí)，使用字典/集合更快

二、重要知識(shí)點(diǎn)與使用技巧

（1）基本概念

列表（list）是一種非常經(jīng)典的容器類型，通常用來存放多個(gè)同類對(duì)象，比如從1到10的所有整數(shù)。一般使用中括號(hào)[]或者list()內(nèi)置函數(shù)創(chuàng)建，還有列表推導(dǎo)式。

元組（tuple）和列表非常相似，但跟列表不同，它不能夠被修改。這意味著元組完成初始化后就沒法再改動(dòng)了（例外的是，元組中有列表元素，這個(gè)列表還是可以更改其中元素的）。一般使用圓括號(hào)()或者tuple()內(nèi)置函數(shù)創(chuàng)建，無法直接使用推導(dǎo)式生成元組。

字典（dict）類型存放的是一個(gè)個(gè)鍵值對(duì)（key：value）。一般使用大括號(hào){}或者dict()內(nèi)置函數(shù)創(chuàng)建，還有字典推導(dǎo)式創(chuàng)建。

集合（set）它的特點(diǎn)是成員不能重復(fù)，所以經(jīng)常用來去重（剔除重復(fù)元素），使用大括號(hào)表示，但是不能直接使用{}來定義一個(gè)空集合，因?yàn)閧}表示一個(gè)空字典。需要使用set()函數(shù)來創(chuàng)建。

>>> numbers =[1,2,3,2,3,4,5]
>>> set(numbers)? ? # 實(shí)現(xiàn)去重
{1, 2, 3, 4, 5}? ?
>>>?

（2）理解列表的可變性

Python里的內(nèi)置數(shù)據(jù)類型，大致上可以分為可變與不可變兩種。

可變（mutable）：列表、字典、集合

不可變（immutable）：整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)、字符串、字節(jié)串、元組

在學(xué)習(xí)Python時(shí)，理解類型的可變性是非常重要的一課。下面通過2段代碼來理解最常見的場(chǎng)景“函數(shù)調(diào)用”來演示。

示例一：為字符串追加內(nèi)容

在這個(gè)示例里，定義了一個(gè)往字符串追加內(nèi)容的函數(shù)add_str()，并在外層用一個(gè)字符串參數(shù)調(diào)用該函數(shù)：

def add_str(in_func_obj):
    '''給一個(gè)字符串追加內(nèi)容'''
    print(f'add_str函數(shù)內(nèi)打印信息，追加內(nèi)容之前: 函數(shù)傳入變量in_func_obj = "{in_func_obj}"')
    in_func_obj += ' suffix'
    print(f'add_str函數(shù)內(nèi)打印信息，追加內(nèi)容之后: 函數(shù)傳入變量in_func_obj = "{in_func_obj}"')

# 原始字符串變量
orig_obj = 'foo'

# 打印出字符串變量orig_obj的初始化值
print(f'執(zhí)行add_str()函數(shù)前，打印信息，字符串變量初始化值 orig_obj = "{orig_obj}"')

# 調(diào)用add_str函數(shù),打印的信息
add_str(orig_obj)                                                                 

# 打印出字符串變量orig_obj的值，執(zhí)行add_str()函數(shù)后
print(f'執(zhí)行add_str()函數(shù)后，打印信息，字符串變量初始化值 orig_obj = "{orig_obj}"')  

運(yùn)行上面代碼會(huì)發(fā)現(xiàn)，創(chuàng)建的orig_obj（字符串）對(duì)象，作為參數(shù)傳入函數(shù)add_str()后，值沒有變化。

示例二：為列表追加內(nèi)容

在下面的代碼中，保留一模一樣的代碼邏輯，但是把orig_obj換成了列表對(duì)象：

def add_list(in_func_obj):
    '''給一個(gè)字符串追加內(nèi)容'''
    print(f'add_str函數(shù)內(nèi)打印信息，追加內(nèi)容之前: 函數(shù)傳入變量in_func_obj = "{in_func_obj}"')
    in_func_obj += ['baz']
    print(f'add_str函數(shù)內(nèi)打印信息，追加內(nèi)容之后: 函數(shù)傳入變量in_func_obj = "{in_func_obj}"')

# 原始字符串變量
orig_obj = ['foo','bar']

# 打印出字符串變量orig_obj的初始化值
print(f'執(zhí)行add_list()函數(shù)前，打印信息，字符串變量初始化值 orig_obj = "{orig_obj}"')

# 調(diào)用add_str函數(shù),打印的信息
add_list(orig_obj)                                                                 

# 打印出字符串變量orig_obj的值，執(zhí)行add_list()函數(shù)后
print(f'執(zhí)行add_list()函數(shù)后，打印信息，字符串變量初始化值 orig_obj = "{orig_obj}"')  

執(zhí)行后會(huì)發(fā)現(xiàn)結(jié)果大不一樣，列表變量orig_obj傳入函數(shù)后，值發(fā)生了更改。

這是因?yàn)镻ython在進(jìn)行函數(shù)調(diào)用傳參時(shí)，采用的既不是值傳參，也不是引用傳參，而是傳遞了“變量所指對(duì)象的引用”。

換個(gè)角度說，相當(dāng)于做了一次變量賦值，執(zhí)行：in_func_obj = orig_obj

所以，在函數(shù)內(nèi)部執(zhí)行in_func_obj += ...等操作時(shí)，是否會(huì)影響外部變量，只取決與in_func_obj所指向的對(duì)象本身是否可變。

字符串對(duì)象在Python中是不可變的數(shù)據(jù)類型，經(jīng)過賦值，是生成了一個(gè)新對(duì)象（值）in_func_obj，包括對(duì)其進(jìn)行操作。

而列表是可變類型數(shù)據(jù)對(duì)象，經(jīng)過賦值新變量，但是新變量依然是指向原對(duì)象（相當(dāng)于起了一個(gè)別名），對(duì)其進(jìn)行+=操作，原對(duì)象orig_obj值也自然是變化的。

（3）函數(shù)返回多個(gè)結(jié)果，其實(shí)就是返回元組

在Python中，函數(shù)可以一次返回多個(gè)結(jié)果，其實(shí)是通過返回一個(gè)元組來實(shí)現(xiàn)的。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-824177.html

def get_rectangle():
    """返回長方形的寬和高"""
    width = 100
    height = 60
    return width,height

# 獲取函數(shù)的多個(gè)值
regult  = get_rectangle()
print(regult)   # 輸出（100,20）,是一個(gè)元組類型

# 將函數(shù)返回值一次賦值給多個(gè)變量，其實(shí)就是對(duì)元組做了一次解包
width,height = get_rectangle()

print(width,height)   # 輸出：100 60

到了這里，關(guān)于Python學(xué)習(xí)筆記--容器類型的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！