数据结构：列表、字典与集合

第 4 章 · 数据结构

本章目标：掌握 列表 list、元组 tuple、字典 dict、集合 set 的创建与常用操作；理解可变与不可变；熟练使用切片、推导式与 sorted()；能用字典组织 shop-demo 商品目录与 user-demo 订单项。

学时建议：4～5 小时（含 1.5 小时跟练）

前置：ch02～ch03 变量与流程控制。

4.1 列表 list

有序、可变、可重复。

books = ["Python 基础", "Web 入门", "数据分析"]
books.append("自动化脚本")
books[0] = "Python 3 基础"
print(len(books))        # 4
print(books[-1])         # 最后一项

prices = [29.9, 19.5, 49.0]
prices.sort()
print(sorted(prices, reverse=True))

内置 sort / sorted 底层为 Timsort（归并+插入混合）。经典算法原理与场景选型见 ch16。

切片

nums = [0, 1, 2, 3, 4, 5]
nums[1:4]      # [1, 2, 3]
nums[:3]       # [0, 1, 2]
nums[::2]      # [0, 2, 4]
nums[::-1]     # 反转副本

切片得到新列表（浅拷贝）。

4.2 元组 tuple

有序、不可变，可作字典键。

point = (10, 20)
rgb = 255, 128, 0          # 括号可省略
x, y = point               # 解包

# 单元素元组必须有逗号
t = (42,)

def min_max(nums):
    return min(nums), max(nums)

low, high = min_max([3, 1, 4])

4.3 字典 dict

键值映射，键须可哈希（通常 str、int、tuple）。

product = {
    "sku": "BK-001",
    "title": "Python 入门",
    "price": 59.9,
    "stock": 12,
}

product["stock"] -= 1
product["category"] = "技术"

print(product.get("author", "佚名"))
print("price" in product)   # True

for sku, item in catalog.items():
    print(sku, item["title"], item["price"])

嵌套结构

order = {
    "order_id": "ORD-1001",
    "user": "user-demo",
    "lines": [
        {"sku": "BK-001", "qty": 2, "price": 59.9},
        {"sku": "BK-002", "qty": 1, "price": 39.0},
    ],
}

4.4 集合 set

无序、不重复，支持交并差。

tags_a = {"python", "web", "data"}
tags_b = {"python", "ml", "data"}

print(tags_a | tags_b)     # 并集
print(tags_a & tags_b)     # 交集
print(tags_a - tags_b)     # 差集

seen = set()
for sku in ["A", "B", "A", "C"]:
    seen.add(sku)
print(seen)                # {'A', 'B', 'C'}