Python 数据结构和算法

张福

本文介绍如何使用 Python 介绍数据结构和算法。数据结构只是存储和组织数据的一个位置或位置。它是一种在计算机上排列数据以方便访问和更新这些数据的方法。数据结构有两种类型：线性数据结构和非线性数据结构。算法是解决特定问题的方法，步骤或阶段的集合。算法是设计并建立良好的指令或一组输入，用于产生所需的输出。

让我们用Python
做一个数据结构的例子 一般来说，对于存储和访问数据，这些称为list，字典，元组和set的结构非常有用。为了完全控制它们在python中的功能，最重要的数据结构是Stack，Queue，Tree，Linked List等。这些结构可以在其他编程语言中找到。

重要的是要认识到，有两种数据结构旨在在Python中实现：
内置数据结构和用户定义的数据结构。

内置数据结构包括：列表，元组，字典和设置
用户定义的数据结构：堆栈，队列，树，链表，图形和哈希映射。

内置数据结构
这些结构有助于简化编程，因为它们是在Python中构建的。它们有助于快速找到解决方案。

1.列表
设计用于按顺序存储不同类型的数据。它们具有索引，可以是正数，也可以是负数，以方便访问。
示例：
要创建列表，我们使用方括号并相应地放置任何元素。如果没有，您将获得一个空列表作为输出

如果要添加元素，请使用 append（）、extend（） 和 insert（） 函数。
例：

• append（） 函数将传递给它的所有元素添加为单个元素。
• extend（） 函数将元素逐个添加到列表中。
• insert（） 函数将传递给索引值的元素添加进来，并增加列表的大小。
  

如果要删除元素：

• 要删除元素，请使用内置于Python中的del关键字，但这不会返回给我们任何东西。
• 如果要返回元素，请使用获取索引值的 pop（） 函数。
• 若要按元素的值删除元素，请使用 _remove（） _function。
  

如果你想访问元素：它类似于python中的字符串。您可以使用索引值，因此可以根据需要获取这些值。

还有其他功能：

• len（） 函数向我们返回列表的长度。
• index（） 函数查找第一次遇到该值时传递的值的索引值。
• count（） 函数查找传递给它的值的计数。
• sorted（） 和 sort（） 函数执行相同的操作，即对列表的值进行排序。sort（） 具有返回类型，而 sort（） 修改原始列表。
  

*2. 字典 *
字典存储键值对。要创建字典，请使用花括号或使用 dict（） 函数。每当您使用字典时，都必须添加键值对。

若要更改字典的值，请使用键。您可以访问该项，然后相应地更改该值。要添加值，请添加另一个键值对，如下所示。

如何删除键值对

• 若要删除这些值，请使用 pop（） 函数，该函数返回已删除的值。
• 若要检索键值对，请使用 popitem（） 函数，该函数返回键和值的元组。
• 要清除整个字典，请使用 clear（） 函数。
  

*如何访问元素 *
您仅使用键。您可以使用 get（） 函数，也可以只传递键值，然后检索这些值。

还有其他功能
这些是：keys（）， values（）， items（） _functions

3.元
组 元组类似于列表，不同之处在于数据一旦输入元组，无论如何都无法更改。
若要创建元组，请使用 _tuple（）功能

访问元素类似于访问列表中的值。

追加值：要追加值，请使用'+'运算符，该运算符将接受另一个要追加到它的元组。

还有其他与列表类似的功能。

4.集

集是唯一的无序元素的集合。要创建集合，请使用花括号，但不是添加键值对，而只需将值传递给它。

使用集合，您可以进行运算，例如并集、交集等。您可以使用以下函数：

• union（） 函数将两个集合中存在的数据组合在一起。
• intersection（） 函数仅查找两个集合中存在的数据。
• difference（） 函数删除两者中存在的数据，并输出仅存在于传递的集合中的数据。
• symmetric_difference（） 执行与 difference（） 函数相同的操作，但输出两个集中剩余的数据。
  

用户定义的数据结构
python 不支持这种类型的数据，但可以使用 python 支持的概念进行编程以反映相同的功能，这些概念是用户定义的数据结构。
可以通过这种方式实现的数据结构：链表，堆栈，队列，树，图形和哈希图

链表
它是一种线性数据结构，其中元素不存储在连续的内存位置。
例如：

堆栈
它是允许从同一端插入和删除数据的线性结构，因此遵循最后进一出（LIFO）系统。插入和删除或删除分别称为 push（） 和 pop（）。

** 队列**
它是一种线性结构，允许从一端插入元素并从另一端删除元素。它遵循先进先出（FIFO）方法。末端称为队列的前端。另一端是队列的后端。

树
树 是非线性但分层的数据结构。树对于存储彼此之间不线性连接但形成层次结构的数据非常有用。
例：

图
A 图 是由节点和边组成的非线性数据结构。称为顶点的节点和边是连接图形中任意两个节点的线或弧。图形由一组有限的顶点（或节点）和一组连接一对节点的边缘组成。

哈希映射
哈希映射是索引数据结构。它们使用哈希函数将具有键的索引计算到存储桶或插槽数组中。

python
中算法的类别 从数据结构的角度来看，以下是算法搜索的
一些重要类别 - 用于搜索数据结构中项目的算法。
排序 **− 按特定顺序对项目进行排序的算法。
_Insert*_ − 在数据结构中插入项目的算法。
*更新** − 更新数据结构中现有项目的算法。
删除 − 从数据结构中删除现有项的算法。

结论
数据结构有助于在python中存储和组织数据，算法是旨在产生所需输出的指令。