核心数据结构
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2026-02-04
Python 提供 4 种内置核心数据结构，用于存储多个数据，各有特点和适用场景，是 Python 开发的核心基础，必须熟练掌握。
列表（List）：可变、有序的元素集合
- 标识：用方括号 [] 定义，元素之间用逗号分隔；
- 特点：可变（可增、删、改元素）、有序（元素有固定顺序，可通过索引访问）；
- 元素：可存储任意类型数据（int、str、bool、甚至列表等），许重复元素；
- 适用场景：需要频繁修改、有序的数据集（如学生成绩列表、商品列表）。
核心操作示例
# 1. 定义列表
nums = [1, 2, 3, 4, 5] # 同类型元素
info = ["张三", 18, 95.5, True] # 不同类型元素
empty_list = [] # 空列表
# 2. 索引访问（从0开始，反向索引从-1开始）
print(nums[0]) # 第一个元素，输出：1
print(nums[-1]) # 最后一个元素，输出：5
print(info[1]) # 输出：18
# 3. 修改元素（可变的核心体现）
nums[0] = 100
print(nums) # 输出：[100, 2, 3, 4, 5]
# 4. 增删元素（常用方法）
nums.append(6) # 末尾添加元素，输出：[100,2,3,4,5,6]
nums.insert(2, 200) # 索引2处插入200，输出：[100,2,200,3,4,5,6]
nums.pop() # 删除末尾元素，输出：[100,2,200,3,4,5]
nums.remove(200) # 删除指定值的元素，输出：[100,2,3,4,5]
# 5. 常用其他方法
print(len(nums)) # 获取长度，输出：5
print(nums.index(3)) # 查找元素索引，输出：2
print(nums.count(2)) # 统计元素出现次数，输出：1
nums.sort() # 排序（默认升序）
print(nums) # 输出：[2, 3, 4, 5, 100]元组（Tuple）：不可变、有序的元素集合
- 标识：用圆括号 ()定义，元素之间用逗号分隔（单个元素需加逗号，如(1,)，否则为普通变量）；
- 特点：不可变（定义后不能增、删、改元素）、有序（可通过索引访问）；
- 元素：可存储任意类型数据，允许重复元素；
- 适用场景：无需修改、需要保证数据安全的数据集（如坐标 (10,20)、配置参数）。
核心操作示例
# 1. 定义元组
nums = (1, 2, 3, 4)
single = (5,) # 单个元素必须加逗号，否则是int类型
empty = () # 空元组
# 2. 索引访问（和列表一致）
print(nums[0]) # 输出：1
print(nums[-1]) # 输出：4
# 3. 不可变：修改/删除元素会报错（核心特点）
# nums[0] = 100 # 报错：TypeError
# nums.pop() # 报错：TypeError
# 4. 常用方法（只有查询相关，无修改方法）
print(len(nums)) # 获取长度，输出：4
print(nums.index(3)) # 查找索引，输出：2
print(nums.count(2)) # 统计次数，输出：1
# 5. 元组转列表（如需修改，可先转列表）
nums_list = list(nums)
nums_list[0] = 100
print(nums_list) # 输出：[100,2,3,4]字典（Dictionary）：键值对、无序（3.7 + 有序）的集合
- 标识：用大括号 {} 定义，格式为{键1:值1, 键2:值2,...}；
- 核心：键（key） 和值（value） 一一对应，通过键访问值（而非索引）；
- 特点：键唯一且不可变（只能是 int/str/tuple，不能是列表），值可变且可重复（任意类型）；
- 适用场景：存储有映射关系的数据集（如用户信息、商品属性）。
核心操作示例
# 1. 定义字典
user = {
"name": "张三",
"age": 18,
"score": 95.5,
"is_student": True
}
empty_dict = {} # 空字典
# 2. 访问值：通过键访问，支持[]或get()（推荐get()，避免键不存在报错）
print(user["name"]) # 输出：张三
print(user.get("age")) # 输出：18
print(user.get("gender", "男")) # 键不存在时返回默认值，输出：男
# 3. 修改/添加元素（通过键赋值，存在则修改，不存在则添加）
user["age"] = 20 # 修改已有键的值
user["gender"] = "男" # 添加新的键值对
print(user) # 输出：{'name':'张三','age':20,'score':95.5,'is_student':True,'gender':'男'}
# 4. 删除元素
del user["score"] # 删除指定键值对
user.pop("is_student") # 删除指定键值对（推荐）
print(user) # 输出：{'name':'张三','age':20,'gender':'男'}
# 5. 常用方法
print(len(user)) # 获取键值对个数，输出：3
print(user.keys()) # 获取所有键，输出：dict_keys(['name','age','gender'])
print(user.values()) # 获取所有值，输出：dict_values(['张三',20,'男'])
print(user.items()) # 获取所有键值对，输出：dict_items([('name','张三'),('age',20),('gender','男')])集合（Set）：无序、不重复的元素集合
- 标识：用 大括号 {} 定义（注意：空集合必须用
set()，而非{}，{}是空字典）； - 特点：无序（无索引，不能通过索引访问）、元素唯一（自动去重）；
- 元素：必须是不可变类型（int/str/tuple，不能是列表 / 字典）；
- 适用场景：去重、集合运算（交集、并集、差集，如查找两个列表的共同元素）。
核心操作示例
# 1. 定义集合（自动去重）
nums = {1, 2, 2, 3, 3, 3} # 重复元素自动去重
s = set([4,5,6,6]) # 通过列表转集合，实现去重
empty_set = set() # 空集合（必须用set()）
# error = {} # 这是空字典，不是空集合
print(nums) # 输出：{1,2,3}
print(s) # 输出：{4,5,6}
# 2. 增删元素
nums.add(4) # 添加元素，输出：{1,2,3,4}
nums.update([5,6]) # 批量添加，输出：{1,2,3,4,5,6}
nums.remove(6) # 删除指定元素（元素不存在报错）
nums.discard(7) # 删除指定元素（元素不存在不报错，推荐）
print(nums) # 输出：{1,2,3,4,5}
# 3. 集合运算（核心优势）
a = {1,2,3,4}
b = {3,4,5,6}
print(a & b) # 交集（共同元素），输出：{3,4}
print(a | b) # 并集（所有元素，去重），输出：{1,2,3,4,5,6}
print(a - b) # 差集（a有b没有），输出：{1,2}
print(a ^ b) # 对称差集（互不相同的元素），输出：{1,2,5,6}
# 4. 常用方法
print(len(nums)) # 获取元素个数，输出：5
print(3 in nums) # 判断元素是否存在，输出：True四大数据结构核心对比
| 结构 | 标识 | 是否可变 | 是否有序 | 访问方式 | 元素唯一性 | 核心适用场景 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 列表 | [] | 是 | 是 | 索引 | 允许重复 | 有序、需修改的数据集 |
| 元组 | () | 否 | 是 | 索引 | 允许重复 | 有序、无需修改的安全数据集 |
| 字典 | {} | 是 | 3.7 + 是 | 键 | 键唯一、值可重复 | 键值映射关系的数据集 |
| 集合 | {}/set() | 是 | 否 | 无索引 | 元素唯一 | 去重、集合运算 |