目錄

一、線性表

總結

二、棧

三、隊列

四、哈希表

五、字符串

六、正則表達式

綜合示例

---

一、線性表

線性表（通常用列表表示）是一種按線性順序存儲元素的數據結構。

1. 插入元素?(append,?insert)

2. 刪除元素?(remove,?pop)

3. 查找元素?(index)

4. 更新元素?(直接索引訪問)

5. 遍歷元素?(for循環)

6. 檢查元素存在?(in運算符)

7. 獲取長度?(len)

插入元素

• append: 在列表末尾添加一個元素。

  1	lst = [1, 2, 3]
  2	lst.append(4)
  3	print(lst) # 輸出: [1, 2, 3, 4]

  返回值：None，操作是原地修改列表。

• insert: 在指定位置插入一個元素。

  1	lst = [1, 2, 3]
  2	lst.insert(1, 9)
  3	print(lst) # 輸出: [1, 9, 2, 3]

  返回值：None，操作是原地修改列表。

刪除元素

• remove: 刪除第一個匹配的元素。

  1	lst = [1, 2, 3, 2]
  2	lst.remove(2)
  3	print(lst) # 輸出: [1, 3, 2]

  返回值：None，操作是原地修改列表。如果元素不存在，會引發ValueError。

• pop: 刪除并返回指定位置的元素，默認刪除最后一個元素。

  1	lst = [1, 2, 3]
  2	removed_element = lst.pop()
  3	print(lst) # 輸出: [1, 2]
  4	print(removed_element) # 輸出: 3

  返回值：被刪除的元素。如果列表為空，調用pop會引發IndexError。

查找元素

• index: 返回第一個匹配元素的索引。

  1	lst = [1, 2, 3]
  2	idx = lst.index(2)
  3	print(idx) # 輸出: 1

  返回值：匹配元素的索引。如果元素不存在，會引發ValueError。

更新元素

• 直接索引訪問：通過索引更新元素。

  1	lst = [1, 2, 3]
  2	lst[1] = 9
  3	print(lst) # 輸出: [1, 9, 3]

  返回值：None，操作是原地修改列表。

遍歷元素

• 使用for循環遍歷列表中的元素。

  1	lst = [1, 2, 3]
  2	for elem in lst:
  3	print(elem)

  返回值：None，只用于遍歷和訪問元素。

檢查元素存在

• 使用in運算符檢查元素是否存在于列表中。

  1	lst = [1, 2, 3]
  2	is_in_list = 2 in lst
  3	print(is_in_list) # 輸出: True

  返回值：布爾值，表示元素是否存在。

獲取長度

• 使用len函數獲取列表長度。

  1	lst = [1, 2, 3]
  2	length = len(lst)
  3	print(length) # 輸出: 3

  返回值：整數，表示列表的長度。

總結

以下是一個包含所有操作的示例代碼：

1	lst = [1, 2, 3]
2
3	# 插入元素
4	lst.append(4) # 返回值: None
5	lst.insert(1, 9) # 返回值: None
6	print(lst) # 輸出: [1, 9, 2, 3, 4]
7
8	# 刪除元素
9	lst.remove(2) # 返回值: None
10	print(lst) # 輸出: [1, 9, 3, 4]
11	removed_element = lst.pop() # 返回值: 4
12	print(lst) # 輸出: [1, 9, 3]
13	print(removed_element) # 輸出: 4
14
15	# 查找元素
16	idx = lst.index(9) # 返回值: 1
17	print(idx) # 輸出: 1
18
19	# 更新元素
20	lst[1] = 7 # 返回值: None
21	print(lst) # 輸出: [1, 7, 3]
22
23	# 遍歷元素
24	for elem in lst:
25	print(elem)
26
27	# 檢查元素存在
28	is_in_list = 2 in lst # 返回值: False
29	print(is_in_list) # 輸出: False
30
31	# 獲取長度
32	length = len(lst) # 返回值: 3
33	print(length) # 輸出: 3

好的，下面是棧、隊列和哈希表的基礎操作、其返回值及如何返回的詳細介紹。

二、棧

棧（Stack）是一種后進先出（LIFO，Last In First Out）的數據結構。

基礎操作及返回值

1. 壓棧（push）
2. 出棧（pop）
3. 查看棧頂元素（peek）
4. 檢查棧是否為空（is_empty）

棧的操作示例（使用Python列表模擬）：

1	# 初始化棧
2	stack = []
3
4	# 壓棧
5	stack.append(1) # 返回值: None
6	stack.append(2) # 返回值: None
7	stack.append(3) # 返回值: None
8	print(stack) # 輸出: [1, 2, 3]
9
10	# 出棧
11	top_element = stack.pop() # 返回值: 3
12	print(top_element) # 輸出: 3
13	print(stack) # 輸出: [1, 2]
14
15	# 查看棧頂元素
16	top_element = stack[-1] # 返回值: 2
17	print(top_element) # 輸出: 2
18
19	# 檢查棧是否為空
20	is_empty = len(stack) == 0 # 返回值: False
21	print(is_empty) # 輸出: False

三、隊列

隊列（Queue）是一種先進先出（FIFO，First In First Out）的數據結構。

基礎操作及返回值

1. 入隊（enqueue）
2. 出隊（dequeue）
3. 查看隊頭元素（peek）
4. 檢查隊列是否為空（is_empty）

隊列的操作示例（使用Python的collections.deque）：

1	from collections import deque
2
3	# 初始化隊列
4	queue = deque()
5
6	# 入隊
7	queue.append(1) # 返回值: None
8	queue.append(2) # 返回值: None
9	queue.append(3) # 返回值: None
10	print(queue) # 輸出: deque([1, 2, 3])
11
12	# 出隊
13	front_element = queue.popleft() # 返回值: 1
14	print(front_element) # 輸出: 1
15	print(queue) # 輸出: deque([2, 3])
16
17	# 查看隊頭元素
18	front_element = queue[0] # 返回值: 2
19	print(front_element) # 輸出: 2
20
21	# 檢查隊列是否為空
22	is_empty = len(queue) == 0 # 返回值: False
23	print(is_empty) # 輸出: False

四、哈希表

哈希表（Hash Table）是一種通過鍵（Key）直接訪問值（Value）的數據結構。在Python中，哈希表由dict（字典）來實現。

基礎操作及返回值

1. 插入/更新元素（setitem）
2. 刪除元素（delitem）
3. 查找元素（getitem）
4. 檢查鍵是否存在（contains）
5. 遍歷元素（items）

哈希表的操作示例：

1	# 初始化哈希表
2	hash_table = {
3	"apple": 3,
4	"banana": 5,
5	"cherry": 7
6	}
7
8	# 插入/更新元素
9	hash_table["date"] = 9 # 返回值: None
10	hash_table["banana"] = 6 # 返回值: None
11	print(hash_table) # 輸出: {'apple': 3, 'banana': 6, 'cherry': 7, 'date': 9}
12
13	# 刪除元素
14	del hash_table["cherry"] # 返回值: None
15	print(hash_table) # 輸出: {'apple': 3, 'banana': 6, 'date': 9}
16
17	# 查找元素
18	value = hash_table.get("apple") # 返回值: 3
19	print(value) # 輸出: 3
20
21	# 檢查鍵是否存在
22	key_exists = "banana" in hash_table # 返回值: True
23	print(key_exists) # 輸出: True
24
25	# 遍歷元素
26	for key, value in hash_table.items():
27	print(f"Key: {key}, Value: {value}")
28
29	# 獲取所有鍵
30	keys = hash_table.keys() # 返回值: dict_keys(['apple', 'banana', 'date'])
31	print(keys) # 輸出: dict_keys(['apple', 'banana', 'date'])
32
33	# 獲取所有值
34	values = hash_table.values() # 返回值: dict_values([3, 6, 9])
35	print(values) # 輸出: dict_values([3, 6, 9])

五、字符串

拼接

• 使用?+?運算符或?join?方法。

1	# 使用 + 運算符
2	str1 = "Hello"
3	str2 = "World"
4	result = str1 + " " + str2
5	print(result) # 輸出: Hello World
6
7	# 使用 join 方法
8	words = ["Hello", "World"]
9	result = " ".join(words)
10	print(result) # 輸出: Hello World

查找

• 使用?find?或?index?方法。

1	text = "Hello, World!"
2	position = text.find("World")
3	print(position) # 輸出: 7
4
5	position = text.index("World")
6	print(position) # 輸出: 7

替換

• 使用?replace?方法。

1	text = "Hello, World!"
2	new_text = text.replace("World", "there")
3	print(new_text) # 輸出: Hello, there!

分割

• 使用?split?方法。

1	text = "apple,banana,cherry"
2	fruits = text.split(",")
3	print(fruits) # 輸出: ['apple', 'banana', 'cherry']

去除空白

• 使用?strip,?lstrip,?rstrip?方法。

1	text = " Hello, World! "
2	stripped_text = text.strip()
3	print(stripped_text) # 輸出: Hello, World!

大小寫轉換

• 使用?upper,?lower,?capitalize,?title,?swapcase?方法。

1	text = "hello, world!"
2	print(text.upper()) # 輸出: HELLO, WORLD!
3	print(text.lower()) # 輸出: hello, world!
4	print(text.capitalize()) # 輸出: Hello, world!
5	print(text.title()) # 輸出: Hello, World!
6	print(text.swapcase()) # 輸出: HELLO, WORLD!

檢查前綴/后綴

• 使用?startswith,?endswith?方法。

1	text = "Hello, World!"
2	print(text.startswith("Hello")) # 輸出: True
3	print(text.endswith("World!")) # 輸出: True

格式化

• 使用?format?方法或 f-string（Python 3.6+）。

1	# 使用 format 方法
2	name = "Alice"
3	age = 30
4	text = "My name is {} and I am {} years old.".format(name, age)
5	print(text) # 輸出: My name is Alice and I am 30 years old.
6
7	# 使用 f-string
8	text = f"My name is {name} and I am {age} years old."
9	print(text) # 輸出: My name is Alice and I am 30 years old.

六、正則表達式

正則表達式用于模式匹配和文本處理。Python的?re?模塊提供了正則表達式支持。

常用正則表達式操作

1. 匹配（match,?search）
2. 查找所有（findall）
3. 替換（sub）
4. 分割（split）
5. 編譯正則表達式（compile）

匹配

• 使用?match?和?search?方法。

1	import re
2
3	pattern = r"\d+"
4
5	# match 從字符串開始位置匹配
6	result = re.match(pattern, "123abc")
7	if result:
8	print(result.group()) # 輸出: 123
9
10	# search 在整個字符串中搜索
11	result = re.search(pattern, "abc123")
12	if result:
13	print(result.group()) # 輸出: 123

查找所有

• 使用?findall?方法。

1	text = "abc123xyz456"
2	pattern = r"\d+"
3	matches = re.findall(pattern, text)
4	print(matches) # 輸出: ['123', '456']

替換

• 使用?sub?方法。

1	text = "abc123xyz456"
2	pattern = r"\d+"
3	new_text = re.sub(pattern, "#", text)
4	print(new_text) # 輸出: abc#xyz#

分割

• 使用?split?方法。

1	text = "one1two2three3four"
2	pattern = r"\d"
3	parts = re.split(pattern, text)
4	print(parts) # 輸出: ['one', 'two', 'three', 'four']

編譯正則表達式

• 使用?compile?方法。

1	pattern = re.compile(r"\d+")
2	text = "abc123xyz456"
3	matches = pattern.findall(text)
4	print(matches) # 輸出: ['123', '456']

綜合示例

1	import re
2
3	# 字符串操作
4	text = " Hello, World! "
5	text = text.strip().replace("World", "there").upper()
6	print(text) # 輸出: HELLO, THERE!
7
8	# 正則表達式操作
9	pattern = re.compile(r"\d+")
10	text = "abc123xyz456"
11	matches = pattern.findall(text)
12	print(matches) # 輸出: ['123', '456']
13
14	# 替換和分割
15	new_text = re.sub(r"\d+", "#", text)
16	print(new_text) # 輸出: abc#xyz#
17	parts = re.split(r"\d", text)
18	print(parts) # 輸出: ['abc', '', '', 'xyz', '', '', '']