Python作為一種腳本語言，其要求強制縮進，使其易讀、美觀，它的數據類型可以實現自動轉換，而不需要像C、Java那樣給變量定義數據類型，使其編寫非常方便簡單，所以廣受大家的歡迎。

現如今，Python已經廣泛的應用于數據分析、數據挖掘、機器學習等眾多科學計算領域。所以既然涉及到科學計算，深入了解Python原生提供的數據結構是很有必要的，這樣才能在數據的海洋中游刃有余、得心應手。本文便以此展開，做一個歸納整理，方便收藏。

Python

一、序列結構

首先介紹的數據結構是序列結構，所謂序列，也就是元素順序是很重要的，不同元素順序的序列是不同的序列。Python中含有六種內建的序列結構，分別是list、tuple、string、unicode、buffer、xrange。

1.1、list(列表)

list，列表是一種序列，可以看做是一種數組，但不同的于其它語言的是，Python列表中的元素可以是任何數據類型，諸如，數字、字符串等等。

下面為創建list結構的幾種方式：

//1.通過中括號括起已知的元素創建list 
mylist = ['orange', 'apple', 1,2,3.14]; 
//2.通過中括號創建空list，然后用append()追加動態元素 
mylist = []; 
mylist.append('orange'); 
//3.通過list()方法創建空list 
mylist = list(); 

選取list元素的方法：

//通過中括號加下對應下標選取，下標從0開始，-1為倒數第一個元素，以此類推 
mylist[0]; 
mylist[-1]; 

切片是Python中序列結構獨有的一種操作，意思是從序列中選取一個子序列，凡是序列均可切片，list是序列，所以list可以切片。切片方法：

//通過[begin:end]方式完成切片 
mylist = [1,2,3,4,5]; 
mylist[0:2]; //生成的序列為[1,2,3] 

list常用方法：

• list.append(x)，在列表的末尾添加一個元素。
• list.insert(i, x)，在給定的位置插入一個元素，第一個參數是要插入的元素的索引。
• list.remove(x)，移除列表中第一個值為 x 的元素，如果沒有這樣的元素，則拋出異常。
• list.clear()，刪除列表中所有的元素。
• list.index(x)，返回列表中第一個值為 x 的元素的從零開始的索引，如果沒有這樣的元素，則拋出異常。
• list.count(x)，返回元素 x 在列表中出現的次數。
• list.reverse()，反轉列表中的元素。

機器學習

1.2、tuple(元組)

tuple，元組和列表一樣，都以看做是一種數組，元素可以是任何數據類型，甚至可以嵌套。唯一的區別是，元組內的元素一旦創建，是不可修改的，也不可追加。并且元組使用小括號創建，同樣元組可切片，切片方法同list。

//1.通過小括號括起已知的元素創建tuple 
mytuple = (1, 3, 'hello!') 
//2.不可以用append()往tuple追加，因為tuple一旦創建，不可變更 

獲取tuple中的元素：

//和列表一樣，通過中括號加下對應下標選取，下標從0開始，-1為倒數第一個元素，以此類推 
mytuple[0]; 
mytuple[-1]; 

1.3、string，unicode，buffer，xrange

這四個也是序列，做科學計算由于不太常用，不做太多介紹。

string可以看成是少量單個字符構成的list，如：

mystring = 'orange'; 
mylist = ['o','r','a','n','g','e']; 

由于string也是序列，所以也可以切片，切片就當做單個字符構成的list切片即可，很多原理類似，不做過多介紹。

unicode和string類似，不過可以支持原生unicode編碼的序列，如\\u4f60\\u597d。

buffer可以看成大量字符構成的list。

xrange可以看成純數字構成的list。

科學計算

二、散列結構

所謂散列結構，區別于上述序列結構，散列結構中，元素順序是不重要的，順序不同的散列，還是同一個散列。散列結構有set、dict。

2.1、set(集合)

set，集合，集合是由不重復元素組成的無序的集，重點是不重復，和數學中的集合類似。無序是散列結構的特點，集合是一種散列結構，所以集合也有無序的特點。

創建set的方法：

//和list很類似，可對應參考 
//1.通過大括號括起已知的元素創建set 
myset = {'red','blue',2.71}; 
//2.通過set()方法創建空set，注意不能用{}創建空set，這樣創建的是空dict 
//3.然后用add()添加動態元素，注意不是append 
myset = set(); 
myset.add('yellow'); 

Python的set集合可以支持并集，交集，差集，對稱差等數學運算：

//創建集合a 
a = set('abracadabra'); 
//創建集合b 
b = set('alacazam'); 
------------------ 
print(a) 
//結果：{'a', 'r', 'b', 'c', 'd'} 
------------------ 
print(a - b); //差集 
//結果：{'r', 'd', 'b'} 
------------------ 
print(a | b); //并集 
//結果：{'a', 'c', 'r', 'd', 'b', 'm', 'z', 'l'} 
------------------ 
print(a & b); //交集 
//結果：{'a', 'c'} 
------------------ 
print(a ^ b); //對稱差 
//結果：{'r', 'd', 'b', 'm', 'z', 'l'} 

set常用方法：

• set.remove(x)，移除集合中值為 x 的元素，如果沒有這樣的元素，則拋出異常。
• set.isdisjoint(set2)，判斷兩個集合是否包含相同的元素，如果沒有返回 True，否則返回 False。
• set.issubset(set2)，判斷集合set是否包含于set2
• set.issuperset(set2)，判斷集合set是否包含set2，issubset與issuperset是一對互逆操作。

2.2、dict(字典)

dict，字典，字典由鍵值對組成，具有唯一性，可變性。字典是可變對象但字典的鍵的唯一的，是不可變對象。理解字典的最好方式，就是將它看做是一個 鍵 : 值對的集合。

創建dict的方法：

//1.通過大括號括起鍵值對創建dict 
mydict = {'name':'tom','age':'24'}; 
//2.通過dict()方法創建dict 
mydict = dict(name = 'tom',age = 24); 
//3.通過大括號創建空dict，然后通過中括號添加鍵值對 
mydict = {}; 
mydict['tel'] = '1300000000'; 

獲取dict中的元素：

//需要已經知道鍵的名稱，否則無法獲取，除非遍歷 
mydict.get('tel'); 

dict常用方法：

• dict.copy()，拷貝出一個新的字典。
• dict.setdefault({'sex':'man'})，有則查，無則增。
• dict.update({'sex':'male'})，有則改，無則增。
• dict.pop('tel')，指定刪除，參數必須要有需要刪除的鍵。
• dict.clear()，清空字典。
• dict.keys()，查詢字典中所有的鍵。
• dict.values()，查詢字典中所有的值。
• dict.items()，查詢字典中所有的鍵值對。

以上即為Python自帶的數據結構，共分為序列結構和散列結構兩大類，序列結構有list、tuple、string、unicode、buffer、xrange，散列結構有set、dict。