python之容器

曾经终败给现在 2022-12-19 13:27 85阅读 0赞

要解释容器，首先解释下python中的对象、值与类型：  
**对象**是Python 中对数据的抽象。Python 程序中的所有数据都是由对象或对象间关系来表示的。（从某种意义上说，按照冯·诺依曼的“存储程序计算机”模型，代码本身也是由对象来表示的。）

每个对象都有各自的编号、类型和值。**一个对象被创建后，它的编号就绝不会改变**；你可以将其理解为该对象在内存中的**地址**。’is’ 运算符可以比较两个对象的编号是否相同；id() 函数能返回一个代表其编号的整型数。

>>> a = 1
    >>> id(a)
    140731715920272
    >>> id(1)
    140731715920272
    >>> a is 1
    True

对象的**类型**决定该对象所支持的操作(例如” 对象是否有长度属性？”) 并且定义了该类型的对象可能的取值。  
type() 函数能返回一个对象的类型(类型本身也是对象)。与编号一样，一个对象的类型也是不可改变的。

>>> a = 1
    >>> type(a)
    <class 'int'>

有些对象的**值**可以改变。值可以改变的对象被称为可变的；值不可以改变的对象就被称为不可变的。一个对象的可变性是由其类型决定的；例如，**数字、字符串和元组是不可变的**，而**字典和列表是可变的**。

**Python中，可包含其他对象的引用的对象，称之为“容器”**。容器的例子有元组、列表和字典等。**这些引用的对象是容器对象值的组成部分**。

常用的容器主要划分为两种：序列（如：列表、元组、range等）和映射（如：字典）。序列中，每个元素都有下标，它们是有序的。映射中，每个元素都有名称（又称“ 键 ”），它们是无序的。除了序列和映射之外，还有一种需要注意的容器——“集合 ”。

>>> a = [1,2,3,4]
    >>> type(a)
    <class 'list'>
    >>> type(a[0])
    <class 'int'>
    >>>

可以看出list是一个容器，因为list对象中包含int对象的引用。

在多数情况下，当谈论一个容器的值时，我们是指所包含对象的值而不是其编号；但是，**当我们谈论一个容器的可变性时，则仅指其直接包含的对象的编号**。因此，如果一个不可变容器(例如元组)，包含对一个可变对象的引用，则当该可变对象被改变时容器的值也会改变。

通过下面的例子可以看出来，list容器是可变的（此处需要注意，如果你在list改变前后打印id(a)会发现是相同的，这是没有问题的，对于容器的可变性仅指其直接包含的对象的编号，a是容器本身）。

>>> a = [1,2,3,4]
    >>> type(a)
    <class 'list'>
    >>> type(a[0])
    <class 'int'>
    >>> id(a[0])
    140731715920272
    >>> a[0] = 2
    >>> id(a[0])
    140731715920304

通过下面的例子，解释**如果一个不可变容器(例如元组)，包含对一个可变对象的引用，则当该可变对象被改变时容器的值也会改变**

>>> t = ('a', 'b', ['A', 'B'])
    >>> t[2][0] = 'X'
    >>> t[2][1] = 'Y'
    >>> t
    ('a', 'b', ['X', 'Y'])

类型会影响对象行为的几乎所有方面。甚至对象编号的重要性也在某种程度上受到影响: 对于不可变类型，会得出新值的运算实际上会返回对相同类型和取值的任一现有对象的引用，而对于可变类型来说这是不允许的。例如在a = 1; b = 1 之后，a 和b 可能会也可能不会指向同一个值为一的对象，这取决于具体实现，但是在c = \[\]; d = \[\] 之后，c 和d 保证会指向两个不同、单独的新建空列表。(请注意c = d = \[\]则是将同一个对象赋值给c 和d。)

有了上面的理解可以得出如下的看法：  
**容器的本质目的：减少变量名，统一管理元素**  
容器里面包含的是对象的引用，不是对象本身，例如a = \[1\]，实际上list a里面存放的是整型对象1的引用（也就是1所在内存中的地址），并不是整数1。

1、为什么学习容器类型？有什么作用？  
之前的变量类型都只能存储单一元素。若需要定义的变量数过多，将所有的元素放在同一个容器中，一个容器变量就可以存储多个元素，减少了变量的定义  
2、为什么容器类型提供了多个类型？  
每个容器针对了不同的使用场景：有的容器方便操作、有的查询效率高、有的可以保证元素唯一、有的可以保证数据只读等等。