快捷導(dǎo)航

一篇文章弄懂Python中所有數(shù)組數(shù)據(jù)類型

更新時(shí)間：2019年06月23日 10:23:19 作者：GoT陽(yáng)仔

這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于Python中所有數(shù)組數(shù)據(jù)類型的相關(guān)資料，文中通過(guò)示例代碼介紹的非常詳細(xì)，對(duì)大家學(xué)習(xí)或者使用Python具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，需要的朋友們下面來(lái)一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧

前言

數(shù)組類型是各種編程語(yǔ)言中基本的數(shù)組結(jié)構(gòu)了，本文來(lái)盤點(diǎn)下Python中各種“數(shù)組”類型的實(shí)現(xiàn)。

list
tuple
array.array
str
bytes
bytearray

其實(shí)把以上類型都說(shuō)成是數(shù)組是不準(zhǔn)確的。這里把數(shù)組當(dāng)作一個(gè)廣義的概念，即把列表、序列、數(shù)組都當(dāng)作array-like數(shù)據(jù)類型來(lái)理解。

注意本文所有代碼都是在Python3.7中跑的^_^

0x00 可變的動(dòng)態(tài)列表list

list應(yīng)該是Python最常用到的數(shù)組類型了。它的特點(diǎn)是可變的、能動(dòng)態(tài)擴(kuò)容，可存儲(chǔ)Python中的一切對(duì)象，使用時(shí)不用指定存儲(chǔ)的元素的類型。

使用非常簡(jiǎn)單

>>> arr = ["one","two","three"]
>>> arr[0]
'one'
# 動(dòng)態(tài)擴(kuò)容
>>> arr.append(4)
>>> arr
['one', 'two', 'three', 4]
# 刪除一個(gè)元素
>>> del arr[2]
>>> arr
['one', 'two', 4]

0x01 不可變的tuple

tuple的操作與list類似。它的特點(diǎn)是不可變，不能擴(kuò)容，可存儲(chǔ)Python中的一切對(duì)象，使用時(shí)不用指定存儲(chǔ)的元素的類型。

>>> t = 'one','two',3
>>> t
('one', 'two', 3)
>>> t.append(4)
AttributeError: 'tuple' object has no attribute 'append'
>>> del t[0]
TypeError: 'tuple' object doesn't support item deletion

tuple可以使用+運(yùn)算符，這個(gè)運(yùn)算將創(chuàng)建一個(gè)新的tuple對(duì)象用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。

>>> t+(1,)
('one', 'two', 3, 1)
>>> tcopy = t+(1,)
>>> tcopy
('one', 'two', 3, 1)
>>> id(tcopy)
4604415336
>>> id(t)
4605245696

可以看出tuple執(zhí)行+運(yùn)算符之后兩個(gè)對(duì)象的地址是不一樣

0x02 array.array

如果在Python中要用到其它語(yǔ)言中類似“數(shù)組”的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，就需要用到array模塊了。它的特點(diǎn)是可變的、存儲(chǔ)相同類型的數(shù)值，不能存儲(chǔ)對(duì)象。

因?yàn)閍rray在使用的時(shí)候要指定元素?cái)?shù)據(jù)類型，因此它比list和tuple都有比較高效空間性能。

# 使用時(shí)指定元素?cái)?shù)據(jù)類型為`float`
>>> arr = array.array('f', (1.0, 1.5, 2.0, 2.5))
>>> arr
array('f', [1.0, 1.5, 2.0, 2.5])
# 修改一個(gè)元素
>>> arr[1]=12.45
>>> arr
array('f', [1.0, 12.449999809265137, 2.0, 2.5])
# 刪除一個(gè)元素
>>> del arr[2]
>>> arr
array('f', [1.0, 12.449999809265137, 2.5])
# 增加一個(gè)元素
>>> arr.append(4.89)
>>> arr
array('f', [1.0, 12.449999809265137, 2.5, 4.889999866485596])
# 如果將一個(gè)字符串類型數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)的數(shù)組將會(huì)報(bào)錯(cuò)
>>> arr[0]='hello'
TypeError: must be real number, not str

array中元素的數(shù)據(jù)類型可以參考下表

Type code	C Type	Python Type
'b'	signed char	int
'B'	unsigned char	int
'u'	Py_UNICODE	Unicode character
'h'	signed short	int
'H'	unsigned short	int
'i'	signed int	int
'I'	unsigned int	int
'l'	signed long	int
'L'	unsigned long	int
'q'	signed long long	int
'Q'	unsigned long long	int
'f'	float	float
'd'	double	float

0x03 字符串序列str

Python3中使用str對(duì)象來(lái)表示一個(gè)文本字符序列(看，這跟Java中的字符串String是多么相似呢)。它的特點(diǎn)不可變的Unicode字符序列。

在str中它的每一個(gè)元素都是字符串對(duì)象。

>>> s ='123abc'
>>> s
'123abc'
>>> s[0]
'1'
>>> s[2]
'3'
# 字符串是不可變的序列，不能刪除其中的元素
>>> del s[1]
TypeError: 'str' object doesn't support item deletion 
# 要對(duì)字符串進(jìn)行操作，可以轉(zhuǎn)化成list 
>>> sn = list(s)
>>> sn
['1', '2', '3', 'a', 'b', 'c']
>>> sn.append(9)
>>> sn
['1', '2', '3', 'a', 'b', 'c', 9]
# 字符串中的元素也是字符串對(duì)象
>>> type(s[2])
<class 'str'>
>>> type(s)
<class 'str'>

str對(duì)象也可以執(zhí)行+操作，它也會(huì)生成一個(gè)新對(duì)象用于存儲(chǔ)。

>>> s2 = s+'33'
>>> s2
'123abc33'
>>> id(s2)
4605193648
>>> id(s)
4552640416

0x04 bytes

bytes對(duì)象用于存儲(chǔ)字節(jié)序列，它的特點(diǎn)是不可變存儲(chǔ)，可存儲(chǔ)0-256的數(shù)值。

>>> b = bytes([0,2,4,8])
>>> b[2]
4
>>> b
b'\x00\x02\x04\x08'
>>> b[0]=33
TypeError: 'bytes' object does not support item assignment
>>> del b[0]
TypeError: 'bytes' object doesn't support item deletion

0x05 bytearray

bytearray對(duì)象與bytes類似，用于存儲(chǔ)字節(jié)序列。它的特點(diǎn)是可變的，能動(dòng)態(tài)擴(kuò)容的字節(jié)數(shù)組。

>>> ba = bytearray((1,3,5,7,9))
>>> ba
bytearray(b'\x01\x03\x05\x07\t')
>>> ba[1]
3
# 刪除一個(gè)元素
>>> del ba[1]
>>> ba
bytearray(b'\x01\x05\x07\t')
>>> ba[0]=2
>>> ba[0]
2
# 添加一個(gè)元素
>>> ba.append(6)
# 只能添加字節(jié)
>>> ba.append(s)
TypeError: 'str' object cannot be interpreted as an integer
>>> ba
bytearray(b'\x02\x05\x07\t\x06')
# 字節(jié)的范圍是0-256
>>> ba[2]=288
ValueError: byte must be in range(0, 256)

bytearray可以轉(zhuǎn)化成bytes對(duì)象，但效率不是很高。

# bytearray轉(zhuǎn)成bytes將生成一個(gè)新對(duì)象
>>> bn = bytes(ba)
>>> id(bn)
4604114344
>>> id(ba)
4552473544

0x06 各個(gè)類型相互轉(zhuǎn)化
tuple->list

>>> tuple(l)
('a', 'b', 'c')

list->tuple

>>> t
('a', 'b', 'c')
>>> list(t)
['a', 'b', 'c']

str->list

>>> l = list('abc')
>>> l
['a', 'b', 'c']

list->str

>>> l
['a', 'b', 'c']
>>> ''.join(l)
'abc'

str->bytes

>>> s = '123'
>>> bytes(s)
TypeError: string argument without an encoding
>>> bytes(s,encoding='utf-8')
b'123'
# 或者使用str的encode()方法
>>> s.encode()
b'123'

bytes->str

>>> b = b'124'
>>> b
b'124'
>>> type(b)
<class 'bytes'>
>>> str(b,encoding='utf-8')
'124'
# 或使用bytes的decode()
>>> b.decode()
'124'

0x07 總結(jié)

這些數(shù)據(jù)類型都是Python自帶的，在實(shí)際開發(fā)中應(yīng)該根據(jù)具體需求選擇合適的數(shù)據(jù)類型。例如當(dāng)要存儲(chǔ)的元素類型是多種多樣的，那么就應(yīng)該使用list或者tuple。而array.array相對(duì)來(lái)說(shuō)擁有較好的空間性能，但它只能存儲(chǔ)單一類型。
我相信在很多業(yè)務(wù)場(chǎng)景中l(wèi)ist或tuple是可以滿足需求的，只是其它數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也要有所了解，在我們做一些基礎(chǔ)組件時(shí)，會(huì)考慮數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的性能，或者閱讀他人的代碼時(shí)，能做到心中有數(shù)。

0x08 學(xué)習(xí)資料