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一篇文章弄懂Python中所有數(shù)組數(shù)據(jù)類型

更新時間：2019年06月23日 10:23:19 作者：GoT陽仔

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，文中通過示例代碼介紹的非常詳細，對大家學(xué)習(xí)或者使用Python具有一定的參考學(xué)習(xí)價值，需要的朋友們下面來一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧

前言

數(shù)組類型是各種編程語言中基本的數(shù)組結(jié)構(gòu)了，本文來盤點下Python中各種“數(shù)組”類型的實現(xiàn)。

list
tuple
array.array
str
bytes
bytearray

其實把以上類型都說成是數(shù)組是不準確的。這里把數(shù)組當作一個廣義的概念，即把列表、序列、數(shù)組都當作array-like數(shù)據(jù)類型來理解。

注意本文所有代碼都是在Python3.7中跑的^_^

0x00 可變的動態(tài)列表list

list應(yīng)該是Python最常用到的數(shù)組類型了。它的特點是可變的、能動態(tài)擴容，可存儲Python中的一切對象，使用時不用指定存儲的元素的類型。

使用非常簡單

>>> arr = ["one","two","three"]
>>> arr[0]
'one'
# 動態(tài)擴容
>>> arr.append(4)
>>> arr
['one', 'two', 'three', 4]
# 刪除一個元素
>>> del arr[2]
>>> arr
['one', 'two', 4]

0x01 不可變的tuple

tuple的操作與list類似。它的特點是不可變，不能擴容，可存儲Python中的一切對象，使用時不用指定存儲的元素的類型。

>>> 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+運算符，這個運算將創(chuàng)建一個新的tuple對象用于存儲數(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+運算符之后兩個對象的地址是不一樣

0x02 array.array

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

因為array在使用的時候要指定元素數(shù)據(jù)類型，因此它比list和tuple都有比較高效空間性能。

# 使用時指定元素數(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])
# 修改一個元素
>>> arr[1]=12.45
>>> arr
array('f', [1.0, 12.449999809265137, 2.0, 2.5])
# 刪除一個元素
>>> del arr[2]
>>> arr
array('f', [1.0, 12.449999809265137, 2.5])
# 增加一個元素
>>> arr.append(4.89)
>>> arr
array('f', [1.0, 12.449999809265137, 2.5, 4.889999866485596])
# 如果將一個字符串類型數(shù)據(jù)存儲到一個浮點數(shù)的數(shù)組將會報錯
>>> 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對象來表示一個文本字符序列(看，這跟Java中的字符串String是多么相似呢)。它的特點不可變的Unicode字符序列。

在str中它的每一個元素都是字符串對象。

>>> 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 
# 要對字符串進行操作，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象
>>> type(s[2])
<class 'str'>
>>> type(s)
<class 'str'>

str對象也可以執(zhí)行+操作，它也會生成一個新對象用于存儲。

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

0x04 bytes

bytes對象用于存儲字節(jié)序列，它的特點是不可變存儲，可存儲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對象與bytes類似，用于存儲字節(jié)序列。它的特點是可變的，能動態(tài)擴容的字節(jié)數(shù)組。

>>> ba = bytearray((1,3,5,7,9))
>>> ba
bytearray(b'\x01\x03\x05\x07\t')
>>> ba[1]
3
# 刪除一個元素
>>> del ba[1]
>>> ba
bytearray(b'\x01\x05\x07\t')
>>> ba[0]=2
>>> ba[0]
2
# 添加一個元素
>>> 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對象，但效率不是很高。

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

0x06 各個類型相互轉(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。例如當要存儲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相對來說擁有較好的空間性能，但它只能存儲單一類型。
我相信在很多業(yè)務(wù)場景中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，會考慮數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的性能，或者閱讀他人的代碼時，能做到心中有數(shù)。

0x08 學(xué)習(xí)資料