值得一看
双11 12
广告
广告

Python数据结构与算法 Python常见数据结构实现方式

python内置数据结构包括列表、字典、集合,树和图需手动实现或借助库。1. 列表是动态数组,适合顺序和随机访问,但频繁在头部插入元素建议用collections.deque;2. 字典基于哈希表,平均时间复杂度为o(1),支持键值对存储,可保持插入顺序;3. 集合用于去重和集合运算,判断元素是否存在效率高;4. 树和图需自定义类或使用第三方库如networkx实现,常见遍历方式有深度优先和广度优先。掌握这些结构的实现有助于提升代码效率。

Python数据结构与算法 Python常见数据结构实现方式

Python 作为一门高级编程语言,内置了很多常用的数据结构,并且支持灵活的自定义实现。掌握这些数据结构的实现方式,对理解算法、提升代码效率很有帮助。


列表(List):动态数组的实现

Python 的列表是动态数组的一种实现,可以自动扩容。它在内存中是连续存储的,所以访问元素很快,时间复杂度为 O(1)。但插入和删除操作可能需要移动大量元素,最坏情况下时间复杂度为 O(n)。

  • 如果你在频繁地往列表头部插入元素,建议考虑使用 collections.deque。
  • 使用列表模拟栈(stack)时,用 append() 和 pop() 效率很高。
  • 模拟队列(queue)时,用 pop(0) 性能较差,推荐用双端队列 deque.popleft()。

列表非常适合顺序访问和随机访问,但在频繁修改中间或开头位置时性能一般。

立即学习“Python免费学习笔记(深入)”;


字典(Dict):哈希表的实现

字典是基于哈希表实现的,键值对存储,查找、插入和删除的时间复杂度平均为 O(1),非常高效。每个键必须是可哈希的类型,比如整数、字符串、元组等。

  • 字典底层通过哈希函数计算键的位置,如果发生冲突(不同键算出同一个索引),会采用开放寻址法或链式存储来解决。
  • 如果你希望保持插入顺序,在 Python 3.7 及以上版本中,字典默认就是有序的。
  • 自定义对象作为键时,要确保其实现了 __hash__() 和 __eq__() 方法。

如果你需要一个默认值返回机制,可以用 dict.get(key, default) 或者 collections.defaultdict。


集合(Set):无序不重复集合

集合是基于哈希表实现的,内部只保存键,没有值。它适合用来去重或者进行集合运算(交集、并集、差集等)。

  • 判断某个元素是否在集合中,比列表快得多,平均时间复杂度是 O(1)。
  • 集合本身是不可哈希的,但有不可变版本 frozenset。
  • 常见操作包括:add(), remove(), union(), intersection() 等。

举个例子:你想快速判断两个列表是否有共同元素,可以把它们转成集合后求交集。


树和图:需要手动实现或借助库

Python 标准库并没有直接提供树(Tree)或图(Graph)这类结构,通常需要自己构建类或者使用第三方库如 networkx。

  • 实现二叉树时,通常定义节点类,包含值、左子节点和右子节点。
  • 图可以用邻接表(字典+列表)或邻接矩阵(二维数组)表示。
  • 常见遍历方式:深度优先(DFS)、广度优先(BFS)。

例如,用字典表示图:

graph = {
'A': ['B', 'C'],
'B': ['A', 'D'],
'C': ['A', 'E'],
'D': ['B'],
'E': ['C']
}

这种结构清晰又容易操作,适合处理图相关的搜索和路径问题。


基本上就这些。Python 提供了很丰富的基础数据结构,同时也很灵活,可以根据需要扩展实现更复杂的结构。了解它们的底层实现方式,有助于写出更高效的代码。

温馨提示: 本文最后更新于2025-06-08 22:30:59,某些文章具有时效性,若有错误或已失效,请在下方留言或联系易赚网
文章版权声明 1 本网站名称: 创客网
2 本站永久网址:https://new.ie310.com
1 本文采用非商业性使用-相同方式共享 4.0 国际许可协议[CC BY-NC-SA]进行授权
2 本站所有内容仅供参考,分享出来是为了可以给大家提供新的思路。
3 互联网转载资源会有一些其他联系方式,请大家不要盲目相信,被骗本站概不负责!
4 本网站只做项目揭秘,无法一对一教学指导,每篇文章内都含项目全套的教程讲解,请仔细阅读。
5 本站分享的所有平台仅供展示,本站不对平台真实性负责,站长建议大家自己根据项目关键词自己选择平台。
6 因为文章发布时间和您阅读文章时间存在时间差,所以有些项目红利期可能已经过了,能不能赚钱需要自己判断。
7 本网站仅做资源分享,不做任何收益保障,创业公司上收费几百上千的项目我免费分享出来的,希望大家可以认真学习。
8 本站所有资料均来自互联网公开分享,并不代表本站立场,如不慎侵犯到您的版权利益,请联系79283999@qq.com删除。

本站资料仅供学习交流使用请勿商业运营,严禁从事违法,侵权等任何非法活动,否则后果自负!
THE END
喜欢就支持一下吧
点赞11 分享
评论 抢沙发

请登录后发表评论

    暂无评论内容