что такое коллекция в python
Python: коллекции, часть 1/4: классификация, общие подходы и методы, конвертация
| Часть 1 | Часть 2 | Часть 3 | Часть 4 |
|---|
Коллекция в Python — программный объект (переменная-контейнер), хранящая набор значений одного или различных типов, позволяющий обращаться к этим значениям, а также применять специальные функции и методы, зависящие от типа коллекции.
Частая проблема при изучении коллекций заключается в том, что разобрав каждый тип довольно детально, обычно потом не уделяется достаточного внимания разъяснению картины в целом, не проводятся чёткие сходства и различия между типами, не показывается как одну и туже задачу решать для каждой из коллекций в сравнении.
Вот именно эту проблему я хочу попытаться решить в данном цикле статей – рассмотреть ряд подходов к работе со стандартными коллекциями в Python в сравнении между коллекциями разных типов, а не по отдельности, как это обычно показывается в обучающих материалах. Кроме того, постараюсь затронуть некоторые моменты, вызывающие сложности и ошибки у начинающих.
Для кого: для изучающих Python и уже имеющих начальное представление о коллекциях и работе с ними, желающих систематизировать и углубить свои знания, сложить их в целостную картину.
Будем рассматривать стандартные встроенные коллекционные типы данных в Python: список (list), кортеж (tuple), строку (string), множества (set, frozenset), словарь (dict). Коллекции из модуля collections рассматриваться не будут, хотя многое из статьи должно быть применимым и при работе с ними.
ОГЛАВЛЕНИЕ:
1. Классификация коллекций
Пояснения терминологии:
Индексированность – каждый элемент коллекции имеет свой порядковый номер — индекс. Это позволяет обращаться к элементу по его порядковому индексу, проводить слайсинг («нарезку») — брать часть коллекции выбирая исходя из их индекса. Детально эти вопросы будут рассмотрены в дальнейшем в отдельной статье.
Уникальность – каждый элемент коллекции может встречаться в ней только один раз. Это порождает требование неизменности используемых типов данных для каждого элемента, например, таким элементом не может быть список.
Изменяемость коллекции — позволяет добавлять в коллекцию новых членов или удалять их после создания коллекции.
Примечание для словаря (dict):
UPD: Важное замечание от sakutylev: Для того, чтобы объект мог быть ключом словаря, он должен быть хешируем. У кортежа, возможен случай, когда его элемент является не хешируемым объектом, и соответственно сам кортеж тогда тоже не является хешируемым и не может выступать ключом словаря.
2 Общие подходы к работе с любой коллекцией
Разобравшись в классификацией, рассмотрим что можно делать с любой стандартной коллекцией независимо от её типа (в примерах список и словарь, но это работает и для всех остальных рассматриваемых стандартных типов коллекций):
2.1 Печать элементов коллекции с помощью функции print()
2.2 Подсчёт количества членов коллекции с помощью функции len()
2.3 Проверка принадлежности элемента данной коллекции c помощью оператора in
x in s — вернет True, если элемент входит в коллекцию s и False — если не входит
Есть и вариант проверки не принадлежности: x not in s, где есть по сути, просто добавляется отрицание перед булевым значением предыдущего выражения.
Для словаря возможны варианты, понятные из кода ниже:
Можно ли проверять пары? Можно!
Для строки можно искать не только один символ, но и подстроку:
2.4 Обход всех элементов коллекции в цикле for in
В данном случае, в цикле будут последовательно перебираться элементы коллекции, пока не будут перебраны все из них.
Обратите внимание на следующие моменты:
Но чаще всего нужны пары ключ(key) — значение (value).
Чтобы этого избежать подобных побочных эффектов, можно, например, итерировать копию коллекции:
2.5 Функции min(), max(), sum()
3 Общие методы для части коллекций
Объяснение работы методов и примеры:
Особые методы сравнения множеств (set, frozenset)
При равенстве множеств они одновременно и подмножество и надмножество друг для друга
4 Конвертация одного типа коллекции в другой
В зависимости от стоящих задач, один тип коллекции можно конвертировать в другой тип коллекции. Для этого, как правило достаточно передать одну коллекцию в функцию создания другой (они есть в таблице выше).
Обратите внимание, что при преобразовании одной коллекции в другую возможна потеря данны:
Дополнительные детали:
Это ограничение можно обойти, создав словарь комбинируя ключи со значениями с использованием zip():
Примечание: Самые мощные и гибкие способы — генераторы коллекций будут рассмотрены отдельно в четвертой части цикла, так как там много нюансов и вариантов использования, на которых редко заостряют внимание, и требуется детальный разбор.