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有益的探索

1.1 數據類型的底層實現

1.1.1 從奇怪的列表說起

1. 錯綜復雜的復制

list_1 = [1, [22, 33, 44], (5, 6, 7), {"name": "Sarah"}]  #數字類型 列表類型 元組 字典

淺拷貝

# list_3 = list_1      #錯誤
list_2 = list_1.copy()  #或者list_1[:] \list(list_1) 均可實現淺拷貝

對拷貝前后的兩列表分別進行操作

list_2[1].append(55)

print("list_1:", list_1)
print("list_2:", list_2)

2. 列表的底層實現
   引用數組的概念
   列表內的元素可以分散的存儲在內存中
   列表存儲的，實際上是這些元素的地址！——地址的存儲在內存中是連續的
   （1）新增元素

list_1.append(100)
list_2.append("n")

print("list_1:", list_1)
print("list_2:", list_2)

(2)修改元素

list_1[0] = 10
list_2[0] = 20

print("list_1:", list_1)
print("list_2:", list_2)

(3)對列表型元素進行操作

list_1[1].remove(44)
list_2[1] += [55, 66]

print("list_1:", list_1)
print("list_2:", list_2)

(4)對元組型元素進行操作

list_2[2] += (8, 9)

print("list_1:", list_1)
print("list_2:", list_2)

元組是不可變的！！
(5)對字典型元素進行操作

list_2[2] += (8, 9)

print("list_1:", list_1)
print("list_2:", list_2)

3. 引入深拷貝
   淺拷貝之后
   針對不可變元素（數字、字符串、元組）的操作，都各自生效了
   針對不可變元素（列表、集合）的操作，發生了一些混淆

深拷貝將所有層級的相關元素全部復制，完全分開，涇渭分明，避免上述問題

import copy
list_1 = [1, [22, 33, 44], (5, 6, 7), {"name": "Sarah"}]  #數字類型 列表類型 元組 字典
list_2 = copy.deepcopy(list_1)
list_1[-1]["age"] = 18
list_2[1].append(55)

print("list_1:", list_1)
print("list_2:", list_2)

1.1.2 神秘的字典

1. 快速的查找
   列表

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{}個元素，在ls_1列表中的有{}個，共{}秒".format(len(ls_2), count, round((end-start),2)))

字典

import time
d = {i:i for i in range(100000)}
ls_2 = list(range(500))+[-10]*500

start = time.time()
cunt = 0
for n in ls_2:
    try:
        d[n]
    except:
        pass
    else:
        count += 1
end = time.time()
print("查找{}個元素，在ls_1列表中的有{}個，共{}秒".format(len(ls_2), count, round((end-start),2)))

2. 字典的底層實現
   通過稀疏數組來實現值的存儲與訪問
   字典的創建過程
   第一步： 創建一個散列表（稀疏數組N>>n）

d = {}

通過hash()計算鍵的散列值

print(hash("python"))
print(hash(1024))
print(hash((1,2)))

d["age"] = 18
print(hash("age"))

第二步： 根據計算的散列值確定其在散列表中的位置
極個別時候，散列值會發生沖突，則內部有相應的解決沖突的辦法
第三步： 在該位置上存入值
鍵值對的訪問過程

d["age"]

• 1.計算要訪問的鍵的散列值
• 2.根據計算的散列值，通過一定的規則，確定其在散列表中的位置
• 3.讀取該位置上存儲的值：如果存在，則返回該值；如果不存在，則報錯KeyError

3. 小結
   （1）字典數據類型，通過空間換時間，實現了快速的數據查找
   也就注定了字典的空間利用效率低下
   （2）因為散列值對應位置的順序與鍵在字典中顯示的順序可能不同，因此表現出來字典是無序的
   所以N>>n

1.1.3 緊湊的字符串