Python中常见的数据结构可以统称为容器（container）。序列（如列表和元组）、映射（如字典）以及集合（set）是三类主要的容器。

一、序列（列表、元组和字符串）

序列中的每个元素都有自己的编号。Python中有6种内建的序列。其中列表和元组是最常见的类型。其他包括字符串、Unicode字符串、buffer对象和xrange对象。下面重点介绍下列表、元组和字符串。

1、列表

列表是可变的，这是它区别于字符串和元组的最重要的特点，一句话概括即：列表可以修改，而字符串和元组不能。

（1）、创建

通过下面的方式即可创建一个列表：

list1=['hello','world']print list1list2=[1,2,3]print list2

输出：

['hello', 'world']

[1, 2, 3]

可以看到，这中创建方式非常类似于javascript中的数组。

 

（2）、list函数

通过list函数（其实list是一种类型而不是函数）对字符串创建列表非常有效：

list3=list("hello")print list3

输出：

['h', 'e', 'l', 'l', 'o']

 

2、元组

元组与列表一样，也是一种序列，唯一不同的是元组不能被修改（字符串其实也有这种特点）。

（1）、创建

1 t1=1,2,32 t2="jeffreyzhao","cnblogs"3 t3=(1,2,3,4)4 t4=()5 t5=(1,)6 print t1,t2,t3,t4,t5

输出：

(1, 2, 3) ('jeffreyzhao', 'cnblogs') (1, 2, 3, 4) () (1,)

 

从上面我们可以分析得出：

a、逗号分隔一些值，元组自动创建完成；

b、元组大部分时候是通过圆括号括起来的；

c、空元组可以用没有包含内容的圆括号来表示；

d、只含一个值的元组，必须加个逗号（,）；

 

（2）、tuple函数

tuple函数和序列的list函数几乎一样：以一个序列（注意是序列）作为参数并把它转换为元组。如果参数就算元组，那么该参数就会原样返回：

1 t1=tuple([1,2,3])2 t2=tuple("jeff")3 t3=tuple((1,2,3))4 print t15 print t26 print t37 t4=tuple(123)8 print t45

输出：

(1, 2, 3)

('j', 'e', 'f', 'f')

(1, 2, 3)

Traceback (most recent call last):

  File "F:\Python\test.py", line 7, in <module>

    t4=tuple(123)

TypeError: 'int' object is not iterable

 

3、字符串

（1）创建

str1='Hello world'print str1print str1[0]for c in str1:    print c

输出：

Hello world

H

H

e

l

l

o

 

w

o

r

l

d

 

（2）格式化

字符串格式化使用字符串格式化操作符即百分号%来实现。

str1='Hello,%s' % 'world.'print str1

 

格式化操作符的右操作数可以是任何东西，如果是元组或者映射类型（如字典），那么字符串格式化将会有所不同。

1 strs=('Hello','world') #元组2 str1='%s,%s' % strs3 print str14 d={
      'h':'Hello','w':'World'} #字典5 str1='%(h)s,%(w)s' % d6 print str1

 

输出：

Hello,world

Hello,World

注意：如果需要转换的元组作为转换表达式的一部分存在，那么必须将它用圆括号括起来：

str1='%s%%' % 100print str1

输出：

Traceback (most recent call last):

  File "F:\Python\test.py", line 2, in <module>

    str1='%s,%s' % 'Hello','world'

TypeError: not enough arguments for format string

如果需要输出%这个特殊字符，毫无疑问，我们会想到转义，但是Python中正确的处理方式如下：

str1='%s%%' % 100print str1

输出：100%

对数字进行格式化处理，通常需要控制输出的宽度和精度：

1 from math import pi2 str1='%.2f' % pi #精度23 print str14 str1='%10f' % pi #字段宽105 print str16 str1='%10.2f' % pi #字段宽10，精度27 print str1

 

输出：

3.14

  3.141593

      3.14

字符串格式化还包含很多其他丰富的转换类型，可参考官方文档。

Python中在string模块还提供另外一种格式化值的方法：模板字符串。它的工作方式类似于很多UNIX Shell里的变量替换，如下所示：

1 from string import Template2 str1=Template('$x,$y!')3 str1=str1.substitute(x='Hello',y='world')4 print str1

 

输出：

Hello,world!

如果替换字段是单词的一部分，那么参数名称就必须用括号括起来，从而准确指明结尾：

1 from string import Template2 str1=Template('Hello,w${x}d!')3 str1=str1.substitute(x='orl')4 print str1

 

输出：

Hello,world!

如要输出符，可以使用符，可以使用$输出：

1 from string import Template2 str1=Template('$x$$')3 str1=str1.substitute(x='100')4 print str1

输出：100$

除了关键字参数之外，模板字符串还可以使用字典变量提供键值对进行格式化：

1 from string import Template2 d={
      'h':'Hello','w':'world'}3 str1=Template('$h,$w!')4 str1=str1.substitute(d)5 print str1

输出：

Hello,world!

除了格式化之外，Python字符串还内置了很多实用方法，可参考官方文档，这里不再列举。

 

4、通用序列操作（方法）

从列表、元组以及字符串可以“抽象”出序列的一些公共通用方法（不是你想像中的CRUD），这些操作包括：索引（indexing）、分片（sliceing）、加（adding）、乘（multiplying）以及检查某个元素是否属于序列的成员。除此之外，还有计算序列长度、最大最小元素等内置函数。

（1）索引

1 str1='Hello'2 nums=[1,2,3,4]3 t1=(123,234,345)4 print str1[0]5 print nums[1]6 print t1[2]

输出

H

2

345

索引从0（从左向右）开始，所有序列可通过这种方式进行索引。神奇的是，索引可以从最后一个位置（从右向左）开始，编号是-1：

1 str1='Hello'2 nums=[1,2,3,4]3 t1=(123,234,345)4 print str1[-1]5 print nums[-2]6 print t1[-3]

输出：

o

3

123

（2）分片

分片操作用来访问一定范围内的元素。分片通过冒号相隔的两个索引来实现：

1 nums=range(10)2 print nums3 print nums[1:5]4 print nums[6:10]5 print nums[1:]6 print nums[-3:-1]7 print nums[-3:] #包括序列结尾的元素，置空最后一个索引8 print nums[:] #复制整个序列

输出：

[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

[1, 2, 3, 4]

[6, 7, 8, 9]

[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

[7, 8]

[7, 8, 9]

不同的步长，有不同的输出：

1 nums=range(10)2 print nums3 print nums[0:10]  #默认步长为1 等价于nums[1:5：1]4 print nums[0:10:2]  #步长为25 print nums[0:10:3]  #步长为36  7 ##print nums[0:10:0]  #步长为08 print nums[0:10:-2]  #步长为-2

输出：

[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

[0, 2, 4, 6, 8]

[0, 3, 6, 9]

[]

（3）序列相加

1 str1='Hello'2 str2=' world'3 print str1+str24 num1=[1,2,3]5 num2=[2,3,4]6 print num1+num27 print str1+num1

输出：

Hello world

[1, 2, 3, 2, 3, 4]

Traceback (most recent call last):

  File "F:\Python\test.py", line 7, in <module>

    print str1+num1

TypeError: cannot concatenate 'str' and 'list' objects

（4）乘法

1 print [None]*102 str1='Hello'3 print str1*24 num1=[1,2]5 print num1*26 print str1*num1

输出：

[None, None, None, None, None, None, None, None, None, None]

HelloHello

[1, 2, 1, 2]

Traceback (most recent call last):

  File "F:\Python\test.py", line 5, in <module>

    print str1*num1

TypeError: can't multiply sequence by non-int of type 'list'

（5）成员资格

in运算符会用来检查一个对象是否为某个序列（或者其他类型）的成员（即元素）：

1 str1='Hello'2 print 'h' in str1 3 print 'H' in str14 num1=[1,2]5 print 1 in num1

输出：

False

True

True

（6）长度、最大最小值

通过内建函数len、max和min可以返回序列中所包含元素的数量、最大和最小元素。

1 str1='Hello'2 print len(str1) 3 print max(str1)4 print min(str1)5 num1=[1,2,1,4,123]6 print len(num1) 7 print max(num1)8 print min(num1)

输出：

5

o

H

5

123

1

 

二、映射（字典）

映射中的每个元素都有一个名字，如你所知，这个名字专业的名称叫键。字典（也叫散列表）是Python中唯一内建的映射类型。

1、键类型

字典的键可以是数字、字符串或者是元组，键必须唯一。在Python中，数字、字符串和元组都被设计成不可变类型，而常见的列表以及集合（set）都是可变的，所以列表和集合不能作为字典的键。键可以为任何不可变类型，这正是Python中的字典最强大的地方。

1 list1=["hello,world"]2 set1=set([123])3 d={}4 d[1]=15 print d6 d[list1]="Hello world."7 d[set1]=1238 print d

输出：

{1: 1}

Traceback (most recent call last):

  File "F:\Python\test.py", line 6, in <module>

    d[list1]="Hello world."

TypeError: unhashable type: 'list'

 

2、自动添加

即使键在字典中并不存在，也可以为它分配一个值，这样字典就会建立新的项。

 

3、成员资格

表达式item in d（d为字典）查找的是键（containskey），而不是值（containsvalue）。

 

Python字典强大之处还包括内置了很多常用操作方法，可参考官方文档，这里不再列举。

思考：根据我们使用强类型语言的经验，比如C#和Java，我们肯定会问Python中的字典是线程安全的吗？

 

三、集合

集合（Set）在Python 2.3引入，通常使用较新版Python可直接创建，如下所示：

strs=set(['jeff','wong','cnblogs'])nums=set(range(10))

看上去，集合就是由序列（或者其他可迭代的对象）构建的。集合的几个重要特点和方法如下：

1、副本是被忽略的

集合主要用于检查成员资格，因此副本是被忽略的，如下示例所示,输出的集合内容是一样的。

1 set1=set([0,1,2,3,0,1,2,3,4,5])2 print set13  4 set2=set([0,1,2,3,4,5])5 print set2

 

输出如下：

set([0, 1, 2, 3, 4, 5])

set([0, 1, 2, 3, 4, 5])

 

2、集合元素的顺序是随意的

这一点和字典非常像，可以简单理解集合为没有value的字典。

strs=set(['jeff','wong','cnblogs'])print strs

输出如下：

set(['wong', 'cnblogs', 'jeff'])

 

3、集合常用方法

a、交集union

1 set1=set([1,2,3])2 set2=set([2,3,4])3 set3=set1.union(set2)4 print set15 print set26 print set3

输出：

set([1, 2, 3])

set([2, 3, 4])

set([1, 2, 3, 4])

union操作返回两个集合的并集，不改变原有集合。使用按位与（OR）运算符“|”可以得到一样的结果：

1 set1=set([1,2,3])2 set2=set([2,3,4])3 set3=set1|set24 print set15 print set26 print set3

输出和上面union操作一模一样的结果。

其他常见操作包括&（交集）,<=,>=,-,copy()等等，这里不再列举。

1 set1=set([1,2,3]) 2 set2=set([2,3,4]) 3 set3=set1&set2 4 print set1 5 print set2 6 print set3 7 print set3.issubset(set1) 8 set4=set1.copy() 9 print set410 print set4 is set1

输出如下：

set([1, 2, 3])

set([2, 3, 4])

set([2, 3])

True

set([1, 2, 3])

False

 

b、add和remove

和序列添加和移除的方法非常类似，可参考官方文档：

1 set1=set([1])2 print set13 set1.add(2)4 print set15 set1.remove(2)6 print set17 print set18 print 29 in set19 set1.remove(29) #移除不存在的项

 

输出：

set([1])

set([1, 2])

set([1])

set([1])

False

Traceback (most recent call last):

  File "F:\Python\test.py", line 9, in <module>

    set1.remove(29) #移除不存在的项

KeyError: 29

 

4、frozenset

集合是可变的，所以不能用做字典的键。集合本身只能包含不可变值，所以也就不能包含其他集合：

1 set1=set([1])2 set2=set([2])3 set1.add(set2)

输出如下：

Traceback (most recent call last):

  File "F:\Python\test.py", line 3, in <module>

    set1.add(set2)

TypeError: unhashable type: 'set'

可以使用frozenset类型用于代表不可变（可散列）的集合：

1 set1=set([1])2 set2=set([2])3 set1.add(frozenset(set2))4 print set1

 

输出：

set([1, frozenset([2])])

 

参考：