2.1 內(nèi)置類型序列概覽

容器序列（能存放不同類型的數(shù)據(jù)）：(作者分的類)

list、tuple 和 collections.deque

扁平序列（只能容納一種類型）：

str、byes、bytearray、memoryview 和 array.array

可變：

list、bytearray、array.array、collections.deque 和 memoryview

不可變：

tuple、str 和 bytes

2.2 列表推導(dǎo)和生成器表達式

很多 Python 程序員都把列表推導(dǎo)(list comprehension)簡稱為 listcomps，生成器表達式(generator expression)則稱為 genexps。

Python 會忽略代碼里 []、{} 和 () 中的換行

2.2.1 列表推導(dǎo)和可讀性

l2 = [fc(itm) for itm in l1]

2.2.2 列表推導(dǎo)同 filter 和 map 的比較

beyond_ascii = [ord(s) for s in symbols if ord(s) > 127]
beyond_ascii = list(filter(lambda c: c > 127, map(ord, symbols)))

2.2.3 笛卡兒積

tshirts = [(color, size) for color in colors for size in sizes]

2.2.4 生成器表達式

生成器表達式的語法跟列表推導(dǎo)差不多，只不過把方括號換成圓括號而已。

tuple(ord(symbol) for symbol in symbols)

生成器表達式之后， 內(nèi)存里不會留下一個組合的列表，因為生成器表達式會在每次 for 循環(huán)運行時才生成一個組合。

2.3 元組不僅僅是不可變的列表

2.3.1 元組和記錄

2.3.2 元組拆包

lax_coordinates = (33.9425, -118.408056)
latitude, longitude = lax_coordinates # 元組拆包
b, a = a, b

用 * 來處理剩下的元素

>>> a, b, *rest = range(5)
>>> a, b, rest
(0, 1, [2, 3, 4])
>>> a, b, *rest = range(3)
>>> a, b, rest
(0, 1, [2])
>>> a, b, *rest = range(2)
>>> a, b, rest
(0, 1, [])>>> a, *body, c, d = range(5)
>>> a, body, c, d
(0, [1, 2], 3, 4)
>>> *head, b, c, d = range(5)
>>> head, b, c, d
([0, 1], 2, 3, 4)

2.3.3 嵌套元組拆包

name, cc, pop, (latitude, longitude) = ('Tokyo','JP',36.933,(35.689722,139.691667))

2.3.4 具名元組

collections.namedtuple 是一個工廠函數(shù)。用 namedtuple 構(gòu)建的類的實例所消耗的內(nèi)存跟元組是一樣的，因為字段名都 被存在對應(yīng)的類里面。這個實例跟普通的對象實例比起來也要小一些，因為 Python 不會用 __dict__ 來存放這些實例的屬性。

創(chuàng)建一個具名元組需要兩個參數(shù)，一個是類名，另一個是類的各個字段的名字。后者可 以是由數(shù)個字符串組成的可迭代對象，或者是由空格分隔開的字段名組成的字符串

from collections import namedtupleCity = namedtuple('City', 'name country population coordinates')
tokyo = City('Tokyo', 'JP', 36.933, (35.689722, 139.691667))

元組有一些自己專有的屬性。展示了幾個最有用的:_fields 類屬性、類方法 _make(iterable) 和實例方法 _asdict()。

>>> City._fields
('name', 'country', 'population', 'coordinates')
>>> LatLong = namedtuple('LatLong', 'lat long')
>>> delhi_data = ('Delhi NCR', 'IN', 21.935, LatLong(28.613889, 77.208889)) >>> delhi = City._make(delhi_data)
>>> delhi._asdict()
OrderedDict([('name', 'Delhi NCR'), ('country', 'IN'), ('population', 21.935), ('coordinates', LatLong(lat=28.613889, long=77.208889))])

2.3.5 作為不可變列表的元組

除了跟增減元素相關(guān)的方法之外，元組支持列表的其他所有方法。還有一個例 外，元組沒有 __reversed__ 方法，但是這個方法只是個優(yōu)化而已，reversed(my_tuple) 這 個用法在沒有 __reversed__ 的情況下也是合法的。

2.4 切片

2.4.1 為什么切片和區(qū)間會忽略最后一個元素

在切片和區(qū)間操作里不包含區(qū)間范圍的最后一個元素是 Python 的風(fēng)格，這個習(xí)慣符合
Python、C 和其他語言里以 0 作為起始下標(biāo)的傳統(tǒng)。

2.4.2 對對象進行切片

>>> s = 'bicycle'
>>> s[::3]
'bye'
>>> s[::-1]
'elcycib'
>>> s[::-2]
'eccb'

可以給切片起名字增強可讀性！：

SKU = slice(0, 6)
print(item[SKU]

2.4.3 多維切片和省略

省略（ellipsis）。ellipsis 是類名，全小寫，而它的內(nèi)置實例寫作 Ellipsis。這其實跟 bool 是小寫，但是它的兩個實例寫作 True 和 False 異曲同工。

2.4.4 給切片賦值

對原序列就地修改！如果賦值的對象是一個切片，那么賦值語句的右側(cè)必須是個可迭代對象。即便只有單獨 一個值，也要把它轉(zhuǎn)換成可迭代的序列。

2.5 對序列使用 + 和 *

>>> l = [1, 2, 3]
>>> l * 5
[1, 2, 3, 1, 2, 3, 1, 2, 3, 1, 2, 3, 1, 2, 3]
>>> 5 * 'abcd'
'abcdabcdabcdabcdabcd'

+ 和 * 都遵循這個規(guī)律，不修改原有的操作對象，而是構(gòu)建一個全新的序列。

如果在a * n這個語句中，序列a里的元素是對其他可變對象的引用的話， 你就需要格外注意了，因為這個式子的結(jié)果可能會出乎意料。比如，你想用 my_list = [[]] * 3來初始化一個由列表組成的列表，但是你得到的列表里 包含的 3 個元素其實是 3 個引用，而且這 3 個引用指向的都是同一個列表。 這可能不是你想要的效果。

正確方式：

board = [['_'] * 3 for i in range(3)]

2.6 序列的增量賦值

+= 背后的特殊方法是 __iadd__(用于“就地加法”)。但是如果一個類沒有實現(xiàn)這個方法的
話，Python 會退一步調(diào)用 __add__。

如果 a 實現(xiàn)了 iadd 方法，就會調(diào)用這個方法。同時對可變序列(例如 list、 bytearray 和 array.array)來說，a 會就地改動，就像調(diào)用了 a.extend(b) 一樣。但是如 果 a 沒有實現(xiàn) iadd 的話，a += b 這個表達式的效果就變得跟 a = a + b 一樣了:首先 計算 a + b，得到一個新的對象，然后賦值給 a。也就是說，在這個表達式中，變量名會不 會被關(guān)聯(lián)到新的對象，完全取決于這個類型有沒有實現(xiàn) iadd 這個方法。而不可變序列根 本就不支持這個操作，對這個方法的實現(xiàn)也就無從談起。

>>> l = [1, 2, 3]
>>> id(l) 4311953800
>>> l *= 2
>>> l
[1, 2, 3, 1, 2, 3]
>>> id(l)
4311953800
>>> t = (1, 2, 3)
>>> id(t)
4312681568
>>> t *= 2
>>> id(t)
4301348296

一個關(guān)于+=的謎題

>>> t = (1, 2, [30, 40])
>>> t[2] += [50, 60]

到底會發(fā)生下面 4 種情況中的哪一種?

• a. t 變成 (1, 2, [30, 40, 50, 60])。
• b. 因為 tuple 不支持對它的元素賦值，所以會拋出 TypeError 異常。
• c. 以上兩個都不是。
• d. a 和 b 都是對的。

答案是 d

>>> t = (1, 2, [30, 40])
>>> t[2] += [50, 60]
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: 'tuple' object does not support item assignment
>>> t
(1, 2, [30, 40, 50, 60])

- 將 s[a] 的值存入 TOS(Top Of Stack，棧的頂端)。
- 計算 TOS += b。這一步能夠完成，是因為 TOS 指向的是一個可變對象。
- s[a] = TOS 賦值。這一步失敗，是因為 s 是不可變的元組。

2.7 list.sort方法和內(nèi)置函數(shù)sorted

list.sort 方法會就地排序列表，返回 None。sorted，它會新建一個列表作為返回值。

兩個可選的關(guān)鍵字參數(shù)。

reverse：

如果被設(shè)定為 True，被排序的序列里的元素會以降序輸出(也就是說把最大值當(dāng)作最 小值來排序)。這個參數(shù)的默認值是 False。

key：

一個只有一個參數(shù)的函數(shù)，這個函數(shù)會被用在序列里的每一個元素上，所產(chǎn)生的結(jié)果 將是排序算法依賴的對比關(guān)鍵字。

可選參數(shù) key 還可以在內(nèi)置函數(shù) min() 和 max() 中起作用。另外，還有些標(biāo)準庫里的函數(shù)也接受這個參數(shù)，像 itertools.groupby() 和 heapq.nlargest() 等。

2.8 用bisect來管理已排序的序列

import bisect

2.8.1 用bisect來搜索

bisect 函數(shù)其實是 bisect_right 函數(shù)的別名，后者還有個姊妹函數(shù)叫 bisect_left。 它們的區(qū)別在于，bisect_left 返回的插入位置是原序列中跟被插入元素相等的元素的位置， 也就是新元素會被放置于它相等的元素的前面，而 bisect_right 返回的則是跟它相等的元素之后的位置。

兩個可選參數(shù) lo 和 hi 來縮小搜尋的范圍。lo 的默認值是 0，hi 的默認值是序列的長度，即 len() 作用于該序列的返回值。

2.8.2 用bisect.insort插入新元素

bisect.insort(my_list, new_item)

insort 跟 bisect 一樣，有 lo 和 hi 兩個可選參數(shù)用來控制查找的范圍。也有個變體叫 insort_left。

2.9 當(dāng)列表不是首選時

2.9.1 數(shù)組

速度非?？?/p>

from array import arrayfloats = array('d', (random() for i in range(10**7)))
fp = open('floats.bin', 'wb')
floats.tofile(fp)
fp.close()floats2 = array('d')
fp = open('floats.bin', 'rb')
floats2.fromfile(fp, 10**7)
fp.close()

從 Python 3.4 開始，數(shù)組(array)類型不再支持諸如 list.sort() 這種就地排序方法。要給數(shù)組排序的話，得用 sorted 函數(shù)新建一個數(shù)組: a = array.array(a.typecode, sorted(a)) 想要在不打亂次序的情況下為數(shù)組添加新的元素，bisect.insort 還是能派上用場。

2.9.2 內(nèi)存視圖

低級視角

numbers = array.array('h', [-2, -1, 0, 1, 2]) >>> memv = memoryview(numbers)
len(memv)
# 5
>>> memv[0]
# -2
memv_oct = memv.cast('B')
memv_oct.tolist()
# [254, 255, 255, 255, 0, 0, 1, 0, 2, 0] >>> memv_oct[5] = 4
numbers
# array('h', [-2, -1, 1024, 1, 2])

2.9.3 NumPy 和 SciPy

2.9.4 雙向隊列和其他形式的隊列

collections.deque 類(雙向隊列)是一個線程安全、可以快速從兩端添加或者刪除元素的數(shù)據(jù)類型。

dq = deque(range(10), maxlen=10)

maxlen 無法修改。
extendleft(iter) 方法會把迭代器里的元素逐個添加到雙向隊列的左邊，因此迭代器里的元素會逆序出現(xiàn)在隊列里。

>>> from collections import deque
>>> dq = deque(range(10), maxlen=10)
>>> dq
deque([0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9], maxlen=10)
>>> dq.rotate(3)
>>> dq
deque([7, 8, 9, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6], maxlen=10)
>>> dq.rotate(-4)
>>> dq
deque([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0], maxlen=10)
>>> dq.appendleft(-1)
>>> dq
deque([-1, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9], maxlen=10) >>> dq.extend([11, 22, 33])
>>> dq
deque([3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 11, 22, 33], maxlen=10) >>> dq.extendleft([10, 20, 30, 40])
>>> dq
deque([40, 30, 20, 10, 3, 4, 5, 6, 7, 8], maxlen=10)

append 和 popleft 都是原子操作，也就說是 deque 可以在多線程程序中安全地當(dāng)作先進先 出的隊列使用，而使用者不需要擔(dān)心資源鎖的問題。

queue

提供了同步(線程安全)類 Queue、LifoQueue 和 PriorityQueue，不同的線程可以利用 這些數(shù)據(jù)類型來交換信息。這三個類的構(gòu)造方法都有一個可選參數(shù) maxsize，它接收正 整數(shù)作為輸入值，用來限定隊列的大小。但是在滿員的時候，這些類不會扔掉舊的元素 來騰出位置。相反，如果隊列滿了，它就會被鎖住，直到另外的線程移除了某個元素而 騰出了位置。這一特性讓這些類很適合用來控制活躍線程的數(shù)量。

multiprocessing

這個包實現(xiàn)了自己的 Queue，它跟 queue.Queue 類似，是設(shè)計給進程間通信用的。同時還有一個專門的 multiprocessing.JoinableQueue 類型，可以讓任務(wù)管理變得更方便。

asyncio

Python 3.4 新 提 供 的 包， 里 面 有 Queue、LifoQueue、PriorityQueue 和 JoinableQueue， 這些類受到 queue 和 multiprocessing 模塊的影響，但是為異步編程里的任務(wù)管理提供 了專門的便利。

heapq

跟上面三個模塊不同的是，heapq 沒有隊列類，而是提供了 heappush 和 heappop 方法，讓用戶可以把可變序列當(dāng)作堆隊列或者優(yōu)先隊列來使用。