列表-元组-字典-和集的区别，总结何时使用它们

Python 有四个内置的容器类型： List, Tuple, Dictionary, Set。

在这篇文章中，我们将比较每种类型的属性，并总结何时使用它们。

1. Lists vs. Tuples

列表和图元是最相似的类型。首先，这两种类型都有一个顺序，而且你可以使用索引来获得它们的元素。另外，你可以在一个列表或元组中拥有多种类型的元素。正因为如此，你可以在许多情况下使用这两种类型。

为了澄清这两种类型的用途，必须注意它们的区别。在这一节中，我们将讨论这两种类型的区别，以便给你一些指导，告诉你何时使用它们。

1.1. 不变性

列表和图元之间最重要的区别是不可更改性。列表可以被自由地添加和删除，列表中的元素也可以被轻易地修改。另一方面，图元一旦被声明，就不能被添加、删除或修改。

让我们想一想，在实际应用中，我们何时需要不变性，何时不需要。

我们的任务是使用 Python 的容器类型实现购物车的几个功能。需要可添加和可移除的购物车的基本特征是产品列表、购物车和用户列表。这些功能应该使用列表。

反过来说，哪些特征需要是不可变的呢？你可能会想到那些不会改变的元数据，例如用户的用户名、登录日期或商家的营业执照号码。这些信息最好存储在图元中，这样数据就不会被不经意地改变。

在你的应用程序设计中考虑到不可更改性，也会帮助你与其他开发者沟通。这是因为你可以在代码本身中表达，作为列表实现的功能是不可变的，而作为元组实现的功能则不应该被修改。

1.2. 类型的多样性

如前所述，列表和元组都可以一起包含多种类型的元素。然而，如果我们把它们看成是上一节的延伸，故事就会有所不同。

我们提到，列表被用于诸如表单列表、购物车列表、用户列表等等。这些列表挖出了相同种类的项目。一个购物车列表只包含产品，一个用户列表只包含用户，以此类推。

users = [user1, user2, user3].

另一方面，如果我们把用户的元数据看作一个元组，元组的元素将是不同的类型。

User1 = ( 'ID', 'Created At', 'Business Registration Number', ... )

而这些数据的元组可以组合成一个列表。

Users = [
    ('User1', 'ID', 'Created At', 'Business Registration Number', ... )
    ('User2', 'ID', 'Created At', 'Business Registration Number', ... )
    ('User3', 'ID', 'Created At', 'Business Registration Number', ... )
]

1.3. 总结

综上所述，图元可以用来保存单个对象的各种信息，作为一个简单的类。列表可以用来管理由图元组成的多个对象，作为一个列表。这些是列表和图元最常见的用途。

我们在这里再提一个。购物车中的产品列表应该只被购物车用户访问，而用户列表应该只被服务管理员访问。这是一条不会改变的规则。那么，为什么不把不同用户可以访问的列表作为图元来管理呢？

admin_lists = ( [User1, User2, ... ] , ... )
customer_lists = ([article1, article2, ... ] , ... )

正如你所看到的，当你在一个元组中包含一个列表时，该列表中的元素是可以修改的。这是因为元组的不变性适用于对列表本身的引用，而不是对它所包含的元素。

2. 词典

区别字典和其它三种类型的主要特征是构成字典的键-值对。

字典的键就像 list 或 tuple 的索引。列表或元组会使用一个数字索引来检索一个特定的元素，而 dictionary 可以使用任何有保证的不变性的类型作为一个键来检索一个值。

然后这些不可变的键可以被用作字典所基于的哈希表的目标。这样做的好处是，检查一个键是否包含在字典中，或者通过一个键检索一个值，平均可以用O(1)时间复杂度来完成。与遍历列表和图元以确定一个元素是否被包含相比，这是很经济的。

因为它们是可以使用键值的字典，它们实际上比图元更容易建模。你可以如下图所示组织产品信息或用户信息。特别是对于那些需要自由修改的信息。

我将在另一篇文章中介绍，但不可变的属性信息很容易用NamedTuple类型管理。

Item1 = {
    "名称"： "产品A"、
    "价格"： 50.00,
    "描述"： "描述A"、
    "库存"： 10,
}
 
User1 = {
    "姓名"： "John Doe"、
    "email"： "john@example.com"、
    "地址"： "123街"
}

正如你所看到的，Python字典是实现任何需要属性和属性值的对象的一种方便的方法。

3. 集合型

有两个主要特征使集合类型区别于其他三种类型。

一个是它不允许重复。当你用set.add()方法添加一个新的值时，或者当你用set()构造函数转换另一个容器类型时，集合会自我重复。这使得重复数据删除比其他语言更容易。

一个流行的重复数据删除模式是将一个类型投到一个集合，然后再投回来，如下所示。

numbers = [1, 2, 2, 3, 3, 3, 3, 4, 5].
 
unique_numbers = list(set(numbers))
print(unique_numbers)
 
# 输出： [1, 2, 3, 4, 5]

集合的第二个属性是，它们可以有效地确定包含性。在2.字典中，我们看到哈希表可以用来有效地确定一个键是否被包含。一个集合中的值也被组织在一个哈希表中。这使我们能够快速确定一个项目是否被包含。

此外，集合类型有内置的方法来告诉你相交、联合、差异和聚合关系。这也意味着你不需要为这些函数编写代码。

例如，如果你想比较两个列表的包含关系，你可以做这样的事情

fruits_in_market = ['apple', 'banana', 'orange', 'pineapple'].
cart = ['banana', 'orange'].
 
set_fruits_in_market = set(fruit_in_market)
is_superset = set_fruits_in_market.issuperset(cart)
 
print(is_superset)
 
# 输出： True

通过将我们的一个列表转换为一个集合，我们可以用上面这样简单的代码做一些强大的事情。

现在让我们考虑一下购物车的功能，它利用了集合的两个伟大特性。

首先，我们可以构建一个分类列表，我们需要从中删除重复的内容，如下图所示，或者我们可以使用

product_categories = {"电子产品", "书籍", "服装", "家居装饰", "食品"}

将愿望清单与购物车集进行比较，我们还可以使用愿望清单在购物车中用爱心标记物品。

wish_list = ['iPhone 14 pro', 'PlayStaion 5', 'Bose QC 45']。
cart = ['PlayStaion 5', 'Nintendo Switch'].
 
heart_list = set(wish_list).intersection(cart)
 
print(heart_list)
 
# 输出： {'PlayStaion 5'}

4. 总结

在这一节中，我们已经看到了Python内置容器类型的特点和用途。我对它们进行了总结，以帮助你对这四种类型有一个大致的了解、但要始终保持开放的心态，创造性地思考如何使用它们。

关于每种类型的更多信息，请参见相应的子帖子。

分裂创建

列表-元组-字典-和集的 区别，总结何时使用它们