1. 列表

1.1 復(fù)制

淺拷貝

list_1 = [1, [22, 33, 44], (5, 6, 7), {"name":"Alina"}]
list_3 = list_1        ## 錯(cuò)誤??！只是換了別名
list_2 = list_1.copy() ## 淺拷貝
##或者 也可這樣實(shí)現(xiàn) 
## list_1[:]
## list(list_1)

對(duì)拷貝前后兩個(gè)列表分別進(jìn)行操作

list_2[1].append(55)
print("list_1: ", list_1)
print("list_2: ", list_2)

發(fā)現(xiàn)雖然淺拷貝了，但修改 list_2 的某些元素時(shí)，相應(yīng)的 list_1 也有同樣的變化

1.2 列表的底層實(shí)現(xiàn) - 淺拷貝

通過 引用數(shù)組 實(shí)現(xiàn)列表元素的存儲(chǔ)

列表中存儲(chǔ)的并不是我們看到的元素的值，而是這些元素的地址

列表所謂的連續(xù)，是在內(nèi)存中連續(xù)存儲(chǔ)元素的地址，而元素的值是在內(nèi)存中分散存儲(chǔ)的

當(dāng)訪問到列表的某個(gè)元素時(shí)，是按照列表中存儲(chǔ)的元素地址去找到元素的值

直接賦值，是完完全全的沒改變?cè)斜淼娜魏蝺?nèi)容，就是原來的列表多了一個(gè)別名。

淺拷貝，確實(shí)是把列表拷貝了一份，也就是把列表中存儲(chǔ)的地址全部拷貝了一份給新列表，新列表?yè)碛幸环莳?dú)立的地址信息。但這些地址指向的元素和原列表是同一份元素?？偨Y(jié)，淺拷貝只是把地址重新拷貝了一份，他們指向的內(nèi)容還是同一份內(nèi)容。

1.3 淺拷貝 - 示例

1. 新增元素

新增元素時(shí)，list_1 列表中新存儲(chǔ)了一個(gè)指向元素100的地址，list_2 列表中新增了一個(gè)指向元素 ‘n' 的地址，因此互不影響。

2. 修改元素

當(dāng)我們對(duì) list_1[0]重新賦值的時(shí)候，實(shí)際是把這里原來存儲(chǔ)的指向元素1的地址，替換成了另一個(gè)地址——指向元素10的地址，下次我們?nèi)ist_1[0] 找元素的時(shí)候，會(huì)直接找到元素10，而不會(huì)再和原來的元素1有任何聯(lián)系。同樣的，list_2[0] 存放的地址換成了元素20的地址。

3. 列表型元素

list_1[1] 和 list_2[1] 存放了同一個(gè)地址列表，這個(gè)地址列表指向的也是同一批列表元素，所以修改 list_1[1]和list_2[1]的時(shí)候，都是對(duì)這批列表元素進(jìn)行修改，是同時(shí)更新的。

4. 元組型元素

元組是不可變的?。?！ 一旦改變了，就不再是這個(gè)元組了，而是一個(gè)新的元組。

所以要對(duì)元組執(zhí)行操作，都是先產(chǎn)生一個(gè)新元組，再在新元組上執(zhí)行相應(yīng)操作。在這里就是先產(chǎn)生了一個(gè)新的地址元組（元組內(nèi)存儲(chǔ)了元素地址），再對(duì)新元組進(jìn)行修改。

5. 字典型元素

對(duì) list_1里的字典元素，增加一個(gè)鍵值對(duì)，發(fā)現(xiàn) list_2 里的字典元素也增加了鍵值對(duì)。

和列表型元素類似，在對(duì)列表型元素操作時(shí)，地址列表本身是不變的，我們對(duì)于地址列表的內(nèi)容進(jìn)行操作。

在對(duì)字典型元素操作時(shí)，字典散列表本身也是不變的，我們對(duì)于字典散列表的內(nèi)容進(jìn)行操作，按照新增的鍵找到對(duì)應(yīng)位置，把新增的值存進(jìn)去，這個(gè)新增值的存放位置，是由字典的鍵決定的。

6. 小結(jié)

列表，字典類型的元素，都是可變的，可以在地址不變的情況下改變內(nèi)容。

而元組，數(shù)字，字符串類型的元素，一旦內(nèi)容發(fā)生變化，那么地址也必須變化。

淺拷貝之后，針對(duì)不可變?cè)兀ㄔM，數(shù)字，字符串）的操作都生效了

針對(duì)可變?cè)兀斜?，字典）的操作，則發(fā)生了一些混淆。

當(dāng)列表中出現(xiàn)了可變類型的元素，我們想對(duì)列表進(jìn)行一個(gè)安全的復(fù)制，使得能夠獨(dú)立操作而不影響原列表，那么就不能淺拷貝，而是需要深拷貝。

1.4 列表的底層實(shí)現(xiàn) - 深拷貝

copy.deepcopy()

深拷貝將所有層級(jí)的相關(guān)元素全部完全的復(fù)制，避免了上述的混淆問題。

2. 字典

2.1 快速查找

慢 - 列表的查找

import time

ls_1 = list(range(1000000))
ls_2 = list(range(500)) + [-10]*500

start = time.time()
count = 0
for n in ls_2:
	if n in ls_1:
		count += 1
end = time.time()
print("查找{}個(gè)元素，在ls_1中有{}個(gè)，共用時(shí){}秒".format(len(ls_2), count, round(end-start)))) 
# 查找1000個(gè)元素，在ls_1中有500個(gè)，共用時(shí)6.19秒

快 - 字典的查找

import time

d = {i:i for i in range(1000000)}
ls_2 = list(range(500)) + [-10]*500

start = time.time()
count = 0
for n in ls_2:
	try:
		d[n]
    except:
    	pass
    else:
    	count += 1
end = time.time()
print("查找{}個(gè)元素，在ls_1中有{}個(gè)，共用時(shí){}秒".format(len(ls_2), count, round(end-start)))
# 查找1000個(gè)元素，在ls_1中有500個(gè)，共用時(shí)0秒

2.2 字典的底層實(shí)現(xiàn)

通過稀疏數(shù)組 實(shí)現(xiàn)值的存儲(chǔ)與訪問

1. 字典的創(chuàng)建過程

1.創(chuàng)建一個(gè)散列表（稀疏數(shù)組，N >>n，可以動(dòng)態(tài)擴(kuò)充）

2.通過hash()計(jì)算鍵的散列值

3.根據(jù)計(jì)算的散列值確定其在散列表中的位置（個(gè)別時(shí)候有哈希沖突，解決辦法是開放尋址法 或 鏈接法 ）

4.在該位置上存入值

d = {}
# d = dict() 
print(hash("python"))
print(hash(1024))
print(hash(1.2))
# -477104656440599764...
# 1024
# 3713081631934410656...
d["age"] = 18  #增加鍵值對(duì)之前，首先計(jì)算鍵的散列值hash("age")
print(hash("age"))
# 

2. 字典的訪問過程

1.計(jì)算要訪問的鍵的散列值

2.根據(jù)計(jì)算的散列值，按照一定的規(guī)則，確定其在散列表中的位置

3.讀取該位置上存儲(chǔ)的值（存在則返回該值，不存在則報(bào)錯(cuò) KeyError）

d["age"]  #訪問鍵值對(duì)之前，首先計(jì)算鍵的散列值hash("age")

2.3 小結(jié)

字典數(shù)據(jù)類型，以空間換時(shí)間，內(nèi)存占用大，空間利用率低，但查找速度快（稀疏數(shù)組 N >> n，否則會(huì)產(chǎn)生很多沖突，另外動(dòng)態(tài)擴(kuò)充也是）因?yàn)殒I在字典中顯示的順序，與實(shí)際計(jì)算出來的它在散列表中的存放位置，是兩碼事，因此字典表現(xiàn)為無序的

之前專門寫過 —— Python字典及底層哈希

3. 字符串

通過緊湊數(shù)組 實(shí)現(xiàn)字符串的存儲(chǔ)

字符串?dāng)?shù)據(jù)在內(nèi)存中是連續(xù)存放的，空間利用率高

原因是：每個(gè)字符的大小是固定的，因此一個(gè)字符串的大小也是固定的，可以分配一個(gè)固定大小的空間給字符串。

同為序列類型，為什么列表采用引用數(shù)組，而字符串采用緊湊數(shù)據(jù)

雖然同為序列類型，但列表可以存儲(chǔ)的元素類型是多種多樣的，并且列表是可變的，無法預(yù)估內(nèi)存空間，所以列表不能通過緊湊數(shù)組。

4. 是否可變

不可變類型：數(shù)字，字符串，元組

（元組并不總是不可變的，元組內(nèi)存儲(chǔ)的元素也必須同時(shí)是不可變類型，否則該元組屬于可變）

在生命周期內(nèi)保持內(nèi)容不變，一旦內(nèi)容變了，就不再是它了（ id / 地址也變了）

不可變對(duì)象的 += 擴(kuò)充操作，實(shí)際上是創(chuàng)建了一個(gè)新的對(duì)象。

x = 1
print("x id:", id(x))
# x id: 1407184...
x += 2
print("x id:", id(x))
# x id: 204099...

可變類型：列表，字典，集合

id (地址)不變的情況下，里面的內(nèi)容可以改變

可變對(duì)象的 += 操作，實(shí)際是在原對(duì)象的基礎(chǔ)上直接修改

ls = [1,2,3]
print("ls id:", id(ls))
# ls id: 2040991750856
ls += [4,5]
print("ls id:", id(ls))
# ls id: 2040991750856

總結(jié)

本篇文章就到這里了，希望能夠給你帶來幫助，也希望您能夠多多關(guān)注腳本之家的更多內(nèi)容！

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