Python3 数据结构示例详解

# 创建列表
fruits = ["apple", "banana", "cherry"]
# 访问元素
print(fruits[0])       # 输出: apple
print(fruits[-1])      # 输出: cherry（负索引从后往前）
# 修改元素
fruits[1] = "grape"    # 列表可变，修改第二个元素
# 切片操作
print(fruits[1:3])     # 输出: ['grape', 'cherry']
# 添加元素
fruits.append("orange")  # 在末尾添加元素
fruits.insert(1, "lemon")  # 在指定位置插入元素
# 删除元素
fruits.remove("apple")   # 删除指定值的元素
popped = fruits.pop()    # 删除并返回最后一个元素
# 列表操作
print(len(fruits))       # 输出: 3（列表长度）
print("grape" in fruits) # 输出: True（元素是否存在）

# 创建元组
coordinates = (10, 20)
person = ("Alice", 30, "Engineer")
# 访问元素
print(coordinates[0])    # 输出: 10
# 元组不可变（以下代码会报错）
# coordinates[0] = 5     # TypeError: 'tuple' object does not support item assignment
# 元组操作
new_coords = coordinates + (30,)  # 拼接元组
print(new_coords)                # 输出: (10, 20, 30)
print(person.count("Engineer"))  # 输出: 1（元素出现次数）
print(person.index(30))          # 输出: 1（元素首次出现的索引）

# 创建集合
fruits_set = {"apple", "banana", "cherry"}
empty_set = set()  # 注意：{} 创建的是空字典，必须用 set() 创建空集合
# 自动去重
numbers = {1, 2, 2, 3, 3, 3}
print(numbers)     # 输出: {1, 2, 3}
# 添加元素
fruits_set.add("orange")
# 删除元素
fruits_set.remove("apple")  # 元素不存在时会报错
fruits_set.discard("grape") # 元素不存在时不会报错
# 集合运算
set_a = {1, 2, 3}
set_b = {3, 4, 5}
print(set_a | set_b)        # 并集: {1, 2, 3, 4, 5}
print(set_a & set_b)        # 交集: {3}
print(set_a - set_b)        # 差集: {1, 2}
print(set_a ^ set_b)        # 对称差集: {1, 2, 4, 5}

# 创建字典
person = {
    "name": "Alice",
    "age": 30,
    "city": "New York"
}
# 访问值
print(person["name"])      # 输出: Alice
print(person.get("age"))   # 输出: 30（使用 get() 避免键不存在时的错误）
# 修改值
person["age"] = 31         # 更新年龄
# 添加新键值对
person["job"] = "Engineer"
# 删除键值对
del person["city"]         # 删除指定键
popped_value = person.pop("age")  # 删除并返回指定键的值
# 字典操作
print(len(person))         # 输出: 2（键值对数量）
print("name" in person)    # 输出: True（检查键是否存在）
print(person.keys())       # 输出: dict_keys(['name', 'job'])
print(person.values())     # 输出: dict_values(['Alice', 'Engineer'])
print(person.items())      # 输出: dict_items([('name', 'Alice'), ('job', 'Engineer')])

class Stack:
    def __init__(self):
        self.items = []  # 使用列表存储元素
    def is_empty(self):
        return len(self.items) == 0
    def push(self, item):
        self.items.append(item)  # 入栈操作
    def pop(self):
        if self.is_empty():
            raise Exception("Stack is empty")
        return self.items.pop()  # 出栈操作
    def peek(self):
        if self.is_empty():
            raise Exception("Stack is empty")
        return self.items[-1]    # 返回栈顶元素
    def size(self):
        return len(self.items)   # 返回栈的大小
# 使用自定义栈
stack = Stack()
stack.push(1)
stack.push(2)
print(stack.pop())  # 输出: 2
print(stack.peek()) # 输出: 1