「Python」序列构成的数组
一、Python 标准库的序列类型分为：
- 容器序列：
能够存放不同类型数据的序列（list、tuple、collections.deque）。 - 扁平序列：
只能容纳一种类型的数据（str、bytes、bytearray 和 array.array）。
其中，容器序列存放的是它们所包含的任意类型的对象的引用，而扁平序列存放的是值而不是引用。换句话说，扁平序列是一段连续的内存空间，更加紧凑，但其内只能存放如数值、字符和字节等基础类型。
二、而依据序列能否被修改，还能分为：
- 可变序列：
list、bytearray、array.array、collections.deque等。 - 不可变序列：
tuple、str和bytes。
序列可不可变指的是序列的大小与其存储的值可不可变。如元组，虽然不可变，但其可变对象元素是可变的，因元组里存储的“值”是引用，即该元素指向哪个对象是不可变的，但指向的对象本身是允许改变的。
文章目录
- 一、列表推导与生成器表达式
- 1.列表推导
- 2.生成器表达式
- 3.区别
- 二、元组
- 1.元组拆包
- 2.处理多余值
- 3.嵌套元组拆包
- 4.具名元组
- 三、切片
- 1.多维切片
- 2.切片赋值
- 四、对序列使用+和*
- 1.增量赋值
- 五、序列排序
一、列表推导与生成器表达式
列表推导用于便捷地构建列表，生成器表达式可用于构建任何类型的序列。
1.列表推导
基本形式：[ obj for x1 in iter1 for x2 in iter2 for .... ]，其中obj为使用x1、x2、…表示的对象，可以为元组、字典或可调用对象等，iter1、iter2、…为可迭代对象，用于产出值。最终的结果为由obj对象实例构成的数组。
列表推导只用于生成列表，若要构建其他类型的序列，则需要使用生成器表达式。
2.生成器表达式
生成器表达式可用于构建任意类型的序列（将生成器表达式传入对应的构造函数），生成器表达式的语法跟列表推导差不多，只不过将[]换为()。
dict((x,y) for x in range(3) for y in "ABC")
>> {1: 'C', 2: 'C', 3: 'C'}
且若生成器表达式为一个函数调用中的唯一参数，则不需要再额外使用括号。
3.区别
列表推导会一次性生成含有 n 个元素列表，受限于内存，列表推导存在内存不足的风险。
而生成器表达式只在每次for循环运行时才生成一个组合，省去运行时的内存开销。故在初始化除列表之外的序列，使用生成器表达式能够省去额外的内存占用。
句法提示：Python会忽略
[]、{}、()中的换行，在其内可以省略续行符\。
二、元组
把元组用作记录：元组其实是对数据的记录，元组中元素的信息蕴含了一个字段的数据与该字段的位置。将元组当作字段的集合能够充分利用元组的数量与位置信息。
如：
city,year,pop,chg,area = ("Tokyo",2003,32450,0.66,8014)
以上将元组用作一条数据的记录，充分利用了元组的记录数据与记录位置功能。
1.元组拆包
应用：
- 平行赋值，将一个可迭代对象里的元素，一并赋值到由对应变量组成的元组；
- 字符串格式化时，一个占位符对应一个元组里的元素。
用例：
# 交换两个变量的值
a,b = b,a
使用元组拆包可以将可迭代对象拆开作为函数的多个参数：
t = (2,3)
add(*t)
>> 5
也可以借助元组拆包从函数中返回多个值：
# func为返回长度为3的元组的函数
a,b,c = func()
2.处理多余值
元组拆包可以用于任何可迭代对象上，前提是平行赋值时对应的元素数量一致，除非用*来收集多余元素。其中*前缀只能用于一个变量名前，但是该变量可以出现在赋值表达式的任意位置。
a,b,*rest = (1,2,3,4,5,6,7)
# a=1, b=2, rest=[3,4,5,6,7]
a,*rest,b = (1,2,3,4,5,6,7)
# a=1, rest=[2,3,4,5,6], b=7
同时也可以使用占位符_（本质上也是一个变量）来处理拆包时不需要的数据。
3.嵌套元组拆包
接收表达式的元组可以是嵌套式的，只要这个接收元组的嵌套结构符合表达式的嵌套结构，Python 就可做出正确对应：
(a,(b,c),d)=(1,(2,3),4)
# a=1, b=2, c=3, d=4
4.具名元组
collections.namedtuple是一个工厂函数，其返回一个类并构建一个带名字的元组：
from collections import namedtuple
City = namedtuple('city','name country population')
# 构建City类，该类的实例为一个名为city的元组，且元素中每个元素都有对应的名字
tokyo = City("Tokyo","JP","36,933")
tokyo
>> city("Tokyo","JP","36,933")
tokyo.country
>> "JP"
构建一个具名元组类需要两个参数：一个是元组名，另一个是类的各个对应字段的名字。后者可以是数个字符串组成的可迭代对象，也可以是由空格分开的字段名组成的字符串。然后其返回一个类，该类用以构造具名元组。
获取字段信息可以通过索引，也可以以属性的形式通过字段名访问。
具名元组独有的属性：
_fields类属性：一个包含该类所有字段名称的元组；_make(iterable)类方法：接收可迭代对象生成类的实例，作用相当于City(*iterable)；_asdict()实例方法：将具名元组以collections.OrderdDict的形式返回。
namedtuple构建的类的实例所消耗的内存与元组一样，因为字段名都被存在对应的类里（类属性）。
三、切片
切片的基本形式：[a:b[:c]]，表示在a和b之间以c为间隔取值，其中c可选，也可为负，若为负则表示反向取值。
而Python 中切片其实是一个slice切片对象的实例。类似[a:b:c]返回一个切片对象：slice(a,b,c)。
1.多维切片
[]里还可以使用逗号分开的索引或切片。要正确地处理这种关系，需要自定义特殊方法__geiitem__、__setitem__以元组的形式接收a[i,j]中的索引。即要得到a[i,j]的值，Python会调用a.__getitem__(i,j)。
a[i,j]!=a[i][j]，即前者需要自定义特殊方法实现，后者是用来处理多维序列的。
多维索引与多维切片的做法主要是为了支持自定义拓展，标准库中并没有相关用法。
2.切片赋值
切片不止可以用于提取序列内容，对于可变序列，若将切片放在赋值语句左边，或作为del的操作对象，就可以对序列进行就地修改操作。
示例：
l = list(range(10))
l[2:5] = [20,30]
l
>> [0,1,20,30,5,6,7,8,9]
del l[5:7]
l
>> [0,1,20,30,5,8,9]
如果赋值的对象是一个切片，则赋值语句的右侧必须是个可迭代对象。即便是由单独一个值，也要把它转换成可迭代对象。
四、对序列使用+和*
对于序列可以使用+进行拼接、使用*进行重复，这两个运算符是产生一个新的序列而不修改原有对象。
对
a*n，若a含有对其他对象的引用，则需要特别注意，产生的结果中多个元素可能会共享引用。
1.增量赋值
增量赋值运算符+=与*=的表现取决于它们的第一个操作对象。 对于表达式a += b：
- 如果
a实现了__iadd__（就地加法），则会调用这个方法； - 若没有
__iadd__，则会调用__add__，此时表达式的效果等于a = a + b，首先运算a+b，再将结果赋值给a。
即表达式中变量名会不会被关联到新对象取决于该类型有没有实现__iadd__方法，对应到序列中就是可变序列与不可变序列。即对于内置序列类型而言，使用+=增量赋值虽然表现出来无差别，但实际上实现的方法不同。
同样以上也适应于*=，但后者对应的是__imul__与__mul__。
对不可变序列进行重复增量拼接的话，效率会很低，因为每次都会产生新的对象，解释器需要将原对象拷贝到新对象，再在新对象上进行追加操作。
五、序列排序
一般使用list.sort方法与内置函数sorted进行排序。这两个方法都使用Timsort算法，该算法为稳定的算法。两种的方法的区别为：
- 使用
list.sort()方法对列表进行就地排序，返回None值，只能在列表示例上调用。 - 而使用内置函数
sorted()会新建一个已排序列表作为返回值。这个方法可以接收任何形式的可迭代对象作参数，包括不可变对象和生成器；但不管接收何种参数，其始终返回一个列表。
而不管是list.sort()还是sorted()，都接收两个参数：
reverse：若为True，则使用降序排序；默认为False；key：一个只接收一个参数的函数，该函数会在序列的每个元素上调用，产生的结果作为排序算法比较的关键字。默认为恒等函数。
* 数组(array)：
若我们需要一个只包含数字的列表，那么array.array将比list更高效，因为数组背后存的并不是float对象，而是数字的字节表述。数组支持所有可变序列有关的操作，还提供文件更快的I/O方法。