在Python編程中，數據結構是組織、管理和存儲數據的方式，以便能夠有效地執行特定的操作。數據結構的選擇對于算法的效率、代碼的清晰度和可維護性都至關重要。以下是對Python中常見數據結構的學習總結。
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列表（List）
- 列表是Python中最基本的數據結構之一，它支持索引、切片、追加和刪除等操作。
- 列表可以包含不同類型的元素，并且大小是動態的。
- 列表支持負索引，可以從末尾開始計數。
- 常用操作：
append(),?insert(),?remove(),?pop(),?index(),?count(),?sort(),?reverse()等。例如：weather_forecast = ["晴", "雨", "多云", "雪", "霧", "晴", "風"] print(weather_forecast[2]) # 輸出：多云
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元組（Tuple）
- 元組與列表相似，但它是不可變的，這意味著一旦一個元組被創建，就不能修改其內容。
- 元組通常用于存儲不可變的數據集合，如坐標點或函數返回的多個值。
- 由于元組是不可變的，因此在需要高效查找和不變性的情況下，它們通常比列表更快。 例如：
point1 = (1, 2) point2 = (4, 6) distance = ((point2[0] - point1[0])**2 + (point2[1] - point1[1])**2)**0.5 print(distance) # 輸出：5.0
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字典（Dictionary）
- 字典是一個無序的鍵值對集合。
- 字典允許通過鍵快速查找值，平均時間復雜度為O(1)。
- 字典在Python中非常常用，因為它們是存儲和檢索數據的有效方式。
- 常用操作：
get(),?set(),?update(),?keys(),?values(),?items(),?pop()等。例如：students = {"張三": 1001, "李四": 1002, "王五": 1003} print(students["李四"]) # 輸出：1002
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集合（Set）
- 集合是一個無序的、不重復的元素集合。
- 集合用于執行成員檢測、消除重復項以及數學運算（如并集、交集、差集等）。
- 集合不支持索引和切片操作，但支持快速的成員檢測。
- 常用操作：
add(),?remove(),?discard(),?pop(),?union(),?intersection(),?difference(),?symmetric_difference()等。例如：list1 = [1, 2, 3, 4, 5] list2 = [4, 5, 6, 7, 8] common_elements = set(list1) & set(list2) print(common_elements) # 輸出：{4, 5}
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字符串（String）
- 字符串在Python中是不可變的字符序列。
- 字符串支持索引、切片、連接、分割等操作。
- 字符串是不可變的，這意味著一旦創建了一個字符串，就不能修改它。但可以通過連接、切片等操作生成新的字符串。
- 常用操作：
len(),?find(),?replace(),?split(),?join(),?lower(),?upper(),?strip()等。例如：name = "張三" greeting = "歡迎, " + name + "!" print(greeting) # 輸出：歡迎, 張三!
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自定義數據結構
- 除了內置的數據結構外，Python還允許程序員根據需要定義自己的數據結構。
- 常見的自定義數據結構包括棧、隊列、鏈表、樹和圖等。
- 這些數據結構在實現特定的算法和應用程序時非常有用。
總的來說，選擇適當的數據結構對于編寫高效、可維護的Python代碼至關重要。不同的數據結構適用于不同的應用場景，因此需要根據具體的需求來選擇合適的數據結構。通過學習和實踐，我們可以更好地掌握Python中的數據結構，并在編程中靈活應用它們。
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