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我深入研究了 python 中的三种基本数据结构：元组、集合和字典。这些结构对于有效组织和访问数据至关重要，每个结构都具有独特的特征和用例。这是我所学到的详细报告，包括流程、技术细节和代码示例。

1.元组

定义： 元组是不可变的、有序的元素集合。元组与列表类似，但主要区别在于它们在创建后无法修改。

特点：

不可变： 一旦创建，元组的元素就无法更改（不能分配、添加或删除项目）。

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有序： 元素保持顺序，并且支持索引。
异构：元组可以存储不同类型的元素。

创建元组

可以使用括号 () 或简单地通过用逗号分隔元素来创建元组。

python

my_tuple = (1, 2, 3)
another_tuple = "a", "b", "c"
singleton_tuple = (42,)  # note the comma, necessary for single element tuples

访问元素

元素可以通过索引来访问，类似于列表。

python
copy code
first_element = my_tuple[0]
last_element = my_tuple[-1]

元组拆包

元组允许一次分配多个变量。

python
copy code
a, b, c = my_tuple
print(a)  # 1
print(b)  # 2
print(c)  # 3

为什么使用元组？

性能： 由于其不变性，元组通常比列表更快。

数据完整性： 不变性确保数据无法更改，使元组成为固定项目集合的理想选择。

hashable： 因为元组是不可变的，所以可以用作字典中的键或集合中的元素。

2.套装

定义： 集合是唯一元素的无序集合。集合通常用于成员资格测试和消除重复条目。

特点：

无序： 没有维护顺序，因此无法建立索引。

独特元素：每个元素必须是唯一的；重复项会自动删除。

可变： 可以添加或删除元素，尽管元素本身必须是不可变的。

创建集合

集合是使用大括号 {} 或 set() 函数创建的。

python
copy code
my_set = {1, 2, 3, 4}
another_set = set([4, 5, 6])  # creating a set from a list
empty_set = set()  # note: {} creates an empty dictionary, not a set

基本集合操作

集合支持并集、交集、差集等多种运算。

python

# union
union_set = my_set | another_set
print(union_set)  # {1, 2, 3, 4, 5, 6}

# intersection
intersection_set = my_set & another_set
print(intersection_set)  # {4}

# difference
difference_set = my_set - another_set
print(difference_set)  # {1, 2, 3}

会员测试

套装针对快速会员测试进行了优化。

python

print(3 in my_set)  # true
print(7 in my_set)  # false

为什么使用集合？

独特元素：非常适合存储需要独特性的物品。

高效运算： 隶属度测试和集合代数（并集、交集）等运算比列表更快。

消除重复： 将列表转换为集合是删除重复的常用技术。

3.字典

定义：字典是键值对的无序集合。字典中的每个键都是唯一的并映射到一个值。

特点：

键值对： 键是唯一且不可变的，而值可以是任何类型。

无序： 在 python 3.7 之前，字典是无序的。从 python 3.7 开始，它们保持插入顺序。

可变： 可以通过添加、删除或更改键值对来修改字典。

创建字典

字典是使用大括号 {} 创建的，键值对之间用冒号分隔。

python

my_dict = {"name": "alice", "age": 30, "city": "new york"}
another_dict = dict(name="bob", age=25, city="los angeles")
empty_dict = {}

访问值

使用键来访问值。

`蟒蛇

名称 = my_dict["名称"]
age = my_dict.get("age") # 使用 get() 避免 keyerror`

添加和修改条目

字典是动态的；您可以即时添加或修改条目。

python

my_dict["email"] = "alice@example.com"  # adding a new key-value pair
my_dict["age"] = 31  # modifying an existing value

删除条目

可以使用 del 或 pop() 方法删除条目。

python

del my_dict["city"]  # removing a key-value pair
email = my_dict.pop("email", "no email provided")  # removes and returns the value

*字典方法
*
字典有多种有用的方法：

python

keys = my_dict.keys()  # Returns a view of the dictionary's keys
values = my_dict.values()  # Returns a view of the dictionary's values
items = my_dict.items()  # Returns a view of the dictionary's key-value pairs

为什么使用字典？

基于密钥的访问：非常适合需要通过唯一标识符（密钥）快速检索数据的场景。

动态结构： 对于需要随时间增长和变化的数据结构很有用。

高效： 基于键的访问通常比搜索列表或元组更快。