由于前几天给大家介绍过字符串,元组,列表,字典.今天给大家介绍集合.同时对前几天的知识进行汇总,Python 提供了多种内置数据结构用于存储和组织数据。不同的数据结构有不同的特点和适用场景选择合适的结构能让代码更简洁、效率更高。这篇文章将系统性地对比和汇总 Python 中五种最常用的数据结构字符串str、列表list、元组tuple、字典dict和集合set。一、总体对比在深入了解每种结构之前先通过一张表格建立整体认识特性strlisttupledictset是否可变不可变可变不可变可变可变是否有序有序有序有序有序Python 3.7无序是否允许重复允许允许允许键唯一元素唯一元素类型字符任意任意键值对任意二、字符串str字符串是不可变的字符序列用引号括起来表示。定义方式# 单引号、双引号、三引号 s1 hello s2 world s3 多行字符串 核心特性s Python # 索引正向从0开始负向从-1开始 print(s[0]) # P print(s[-1]) # n # 切片 [start:end:step] print(s[1:4]) # yth print(s[::-1]) # nohtyP反转 # 不可变性 # s[0] J # TypeError常用方法方法分类常用方法大小写转换upper()、lower()、capitalize()、title()去除空白strip()、lstrip()、rstrip()查找判断find()、index()、startswith()、endswith()、count()拆分拼接split()、join()替换replace()类型判断isalpha()、isdigit()、isalnum()、isspace()text Hello, World! print(text.strip()) # Hello, World! print(text.lower()) # hello, world! print(text.replace(World, Python)) # Hello, Python! print(text.split(,)) # [ Hello, World! ]格式化name 张三 age 25 # f-string print(f我叫{name}今年{age}岁) # format() 方法 print(我叫{}今年{}岁.format(name, age)) # % 格式化 print(我叫%s今年%d岁 % (name, age))三、列表list列表是可变的有序序列用方括号[]表示可以存放任意类型的元素。定义方式# 直接定义 nums [1, 2, 3, 4, 5] mixed [1, hello, 3.14, [1, 2]] # 空列表 empty [] # list() 构造 chars list(abc) # [a, b, c] r list(range(5)) # [0, 1, 2, 3, 4] # 列表推导式 squares [x**2 for x in range(1, 6)] # [1, 4, 9, 16, 25]核心操作nums [1, 2, 3, 4, 5] # 索引访问和修改 print(nums[0]) # 1 nums[2] 99 # [1, 2, 99, 4, 5] # 切片 print(nums[1:4]) # [2, 99, 4] print(nums[::-1]) # [5, 4, 99, 2, 1]常用方法操作类型方法添加append()、insert()、extend()删除pop()、remove()、clear()查找index()、count()、in排序sort()、reverse()、sorted()、reversed()nums [1, 2, 3] # 添加 nums.append(4) # [1, 2, 3, 4] nums.insert(0, 0) # [0, 1, 2, 3, 4] nums.extend([5, 6]) # [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6] # 删除 last nums.pop() # 6nums变为 [0, 1, 2, 3, 4, 5] nums.remove(3) # [0, 1, 2, 4, 5] # 查找 print(nums.index(4)) # 3 print(2 in nums) # True列表复制a [1, 2, 3] # 引用赋值错误 b a b.append(4) print(a) # [1, 2, 3, 4] 原列表被修改 # 浅拷贝正确 a [1, 2, 3] b a[:] # 或 list(a) 或 a.copy() b.append(4) print(a) # [1, 2, 3] 原列表不变四、元组tuple元组是不可变的有序序列用圆括号()表示。与列表类似但创建后不能修改。定义方式# 直接定义 t1 (1, 2, 3) t2 (a, b, c) # 单元素元组注意逗号 t3 (1,) # 正确类型为 tuple t4 (1) # 错误类型为 int # 不加括号也可以 t5 1, 2, 3 # (1, 2, 3) # tuple() 构造 t6 tuple([1, 2, 3]) # (1, 2, 3)核心特性t (1, 2, 3, 4, 5) # 索引和切片与列表相同 print(t[0]) # 1 print(t[1:4]) # (2, 3, 4) # 不可变性 # t[0] 10 # TypeError: tuple object does not support item assignment # 元组可以包含可变元素 t (1, 2, [3, 4]) t[2].append(5) # (1, 2, [3, 4, 5]) 元组本身不变但内部列表变了元组的常用操作由于元组不可变它的方法比列表少方法说明count()统计元素出现次数index()查找元素索引in判断元素是否存在t (1, 2, 3, 2, 4, 2) print(t.count(2)) # 3 print(t.index(3)) # 2 print(4 in t) # True元组的解包t (1, 2, 3) a, b, c t print(a, b, c) # 1 2 3 # 配合 enumerate 使用 for index, value in enumerate([10, 20, 30]): print(index, value) # 0 10, 1 20, 2 30五、字典dict字典是可变的键值对集合用花括号{}表示。键必须是不可变类型且唯一值可以是任意类型。定义方式# 直接定义 person {name: 张三, age: 25, city: 北京} # 空字典 empty {} # dict() 构造 person dict(name李四, age30) # {name: 李四, age: 30} person dict([(name, 王五), (age, 28)]) # 从键值对列表 # 字典推导式 squares {x: x**2 for x in range(1, 6)} # {1: 1, 2: 4, 3: 9, 4: 16, 5: 25}核心操作person {name: 张三, age: 25} # 访问推荐使用 get 安全访问 print(person[name]) # 张三 print(person.get(city, 未知)) # 未知不存在返回默认值 # 添加/修改 person[city] 北京 # 添加 person[age] 26 # 修改 # 删除 del person[city] # 删除指定键 age person.pop(age) # 删除并返回值 person.clear() # 清空常用方法操作类型方法访问get()、setdefault()修改update()删除pop()、popitem()、clear()遍历keys()、values()、items()复制copy()、deepcopy()字典遍历person {name: 张三, age: 25, city: 北京} # 遍历键 for key in person: print(key) # 遍历值 for value in person.values(): print(value) # 同时遍历键和值最常用 for key, value in person.items(): print(f{key}: {value})字典与JSON字典与JSON格式天然对应可通过json模块互转import json # 字典 → JSON字符串序列化 data {name: 张三, age: 25, scores: [85, 92]} json_str json.dumps(data, ensure_asciiFalse, indent2) # JSON字符串 → 字典反序列化 data json.loads(json_str)六、集合set集合是可变的无序集合元素唯一且必须是可哈希不可变类型。用花括号{}表示但注意空集合必须用set()创建。定义方式# 直接定义 s {1, 2, 3, 4, 5} mixed {1, hello, 3.14, (1, 2)} # 元组可以列表不可以 # 空集合注意{} 是空字典 empty set() # set() 构造 s set([1, 2, 2, 3, 3, 3]) # {1, 2, 3} 自动去重 s set(hello) # {h, e, l, o}核心特性s {1, 2, 3, 4, 5} # 自动去重 s {1, 1, 2, 2, 3} # {1, 2, 3} # 无序性不支持索引 # print(s[0]) # TypeError: set object is not subscriptable # 添加和删除 s.add(6) # {1, 2, 3, 4, 5, 6} s.remove(3) # {1, 2, 4, 5, 6} 不存在会报错 s.discard(10) # 不存在也不会报错 s.pop() # 删除并返回一个任意元素集合运算集合支持数学上的各种集合运算运算方法说明并集union()两个集合的所有元素交集intersection()两个集合共有的元素差集difference()属于前者不属于后者的元素对称差集symmetric_difference()属于任意一个但不同时属于两者的元素a {1, 2, 3, 4} b {3, 4, 5, 6} print(a | b) # {1, 2, 3, 4, 5, 6} 并集 print(a b) # {3, 4} 交集 print(a - b) # {1, 2} 差集属于a不属于b print(a ^ b) # {1, 2, 5, 6} 对称差集集合的常用场景# 1. 列表去重 nums [1, 2, 2, 3, 3, 3, 4] unique list(set(nums)) # [1, 2, 3, 4] # 2. 快速判断元素是否存在 s {1, 2, 3, 4, 5} print(3 in s) # True集合的 in 操作比列表快得多 # 3. 寻找共同好友/共同标签 friends_a {张三, 李四, 王五} friends_b {李四, 王五, 赵六} common friends_a friends_b # {李四, 王五}七、五种数据结构对比总结特性strlisttupledictset可变性不可变可变不可变可变可变有序性有序有序有序有序无序元素重复允许允许允许键唯一元素唯一元素类型字符任意任意键值对可哈希类型索引访问可以可以可以用键访问不可以定义空对象[](){}set()适用场景文本处理有序数据序列不可变数据序列键值映射、配置去重、集合运算八、选择指南根据实际需求选择合适的数据结构# 1. 处理文本 → str text Hello, World! # 2. 需要存储有序的多个值且可能修改 → list scores [85, 92, 78, 90] # 3. 需要存储有序的多个值且不会被修改 → tuple coordinates (10, 20) # 4. 需要通过键快速查找对应的值 → dict user {id: 1001, name: 张三, status: active} # 5. 需要去重或进行集合运算 → set tags {python, data, analysis}九、类型转换速查目标类型转换方法转字符串str(obj)转列表list(obj)转元组tuple(obj)转字典需要键值对格式转集合set(obj)自动去重s hello print(list(s)) # [h, e, l, l, o] print(tuple(s)) # (h, e, l, l, o) print(set(s)) # {h, e, l, o} 去重后 lst [(a, 1), (b, 2)] print(dict(lst)) # {a: 1, b: 2}十、总结Python 的五大核心数据结构各有特点和适用场景掌握它们之间的区别和联系是写出高质量Python代码的基础str不可变字符序列专注文本处理list可变有序序列使用频率最高tuple不可变有序序列比列表更轻量、更安全dict可变键值映射通过键快速查找set可变无序集合自动去重 集合运算理解每种结构的特点在实际编码中选出最合适的那一个代码会变得更清晰、更高效。如果觉得这篇内容对你有帮助欢迎收藏备用。
