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Python高效编程技巧笔记(一)数据结构与算法

1.如何在字典,序列,集合中根据条件筛选数据

实例案例:

  • 过滤掉列表[3,9,-1...]中的负数

解决方案: 列表解析[x for x in data if x >=0]

l=[randint(-10,10) for _in range(10)]

[x for x in l if x>=0]
 
g=filter(lambda x:x>=0,l)
next(g)
list(g)
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实例案例:

  • 筛出字典{'LiLei':79,'jim':88,'Lucy':92...}中值高于90的项

解决方案: 字典解析 {k:v for k,v in d.items() if v >90}

d={'student%d' % i:randint(50,100) for i in range(1,21)}
{k:v for k,v in d.items if v>=90}
g=filter(lambda item:item[1]>=90,d.items())
list(g)
dict(g)
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实例案例:

  • 筛出集合{77,89,32,20...}中能被3整除的元素
  • 解决方案: 列表解析[x for x in data if x % 3==0]

s={randint(0,20) for _ in range(20)}
{x for x in s if x % 3==0}
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2. 如何为元组中的每个元素命名提高程序的可读性

实例案例:

学生系统中数据为固定格式:(名字,年龄,性别,邮箱)

('jim',16''male','jim8721@gmail.com')

('LiLei',17''male','leilei@qq.com')

('Lucy',16''female','lucy123@yahoo.com')

访问时我们使用索(index)访问,大量索引降低程序可读性.

解决方案:

方案1:定义一系列数值常量或枚举类型

方案2: 使用标准库中collections.namedtuple替代内置tuple

from enum import IntEnum
NAME,AGE,SEX,EMAIL=range(4)
s=('jim',16''male','jim8721@gmail.com')
class StudentEnum(IntEnum):
    NAME=0
    AGE=1
    SEX=2
    EMAIL=3
StudentEnum.NAME
s[StudentEnum.NAME]
isinstance(StudentEnum.NAME,int)
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解决方案2:

from collections import namedtuple
Student=namedtuple('Student',['name','age','sex','email'])
s2=Student('jim',16''male','jim8721@gmail.com')
s2
Student(name='jim',age=16,sex='male',email='jim8721@gmail.com')
isinstance(s2,tuple)
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3.如何根据字典中值得大小,对字典中的项排序

实例案例:

某班英语成绩以字典形式存储为:

{
    'LiLei':79,
    'jim'  :88,
    'Lucy' :92,
    ..
}
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如何根据成绩高低,计算学生排名

解决方案:将字典中的各项转换为元组,使用内置函数sorted排序

方案1:将字典中的项转化为(值,键)元组.(列表解析或zip)

from random import randint
d={k:randint(60,100) for k in 'abcdefg'}
l=[(v,k) for k in d.items()]
sorted(l,reverse=True)
d.items()
p=sorted(d.items(),key=lambda item:item[1],reverse=True)
list(enumerate(p))
list(enumerate(p,1))
for i (k,v) item in enumerate(p,1):
    print(i,k,v)
    d[k]=(i,v)
字典解析:{k:(i,v) for i (k,v) item in enumerate(p,1)}
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4.如何统计序列中元素出现的频度

实例案例:

1.某随机序列[12,5,6,4,6,5,5,7]中,找到出现次数最高的3个元素,它们出现次数是多少?

2.对于某英文文章,进行词频统计,找到出现次数最高的10个单词,他们出现次数是多少?

解决方案:

方案1.将序列转换成字典{元素:频度},根据字典中的值排序。

from random import randint
data=[randint(0,20) for _ in range(30)]
d=dict.fromkeys(data,0)
for x in data:
    d[x] +=1
sorted(((v,k) for k, v in d.items()),reverse=True)[:3]
import heapq
heapq.nlargest(3,(v,k) for k,v in d.items)
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方案2:使用标准库collections中的Counter对象

from collections import Counter 
data 
c=Counter(data)
c.most_common(3)

txt=open('example.txt').read()
import re
word_list=re.split('\W+',txt)
c2=Counter(word_list)
c2.most_common(10)
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5.如何快速找到多个字典中的公共键

实例案例:

西班牙足球联赛,每轮队员进球统计:

第1轮:{'苏亚雷斯':1,'梅西':2,'本泽马':1,...}

第1轮:{'苏亚雷斯':2,'C罗':1,'格里斯曼':2,...}

第1轮:{'苏亚雷斯':1,'托雷斯':2,'贝尔':1,...}

统计出前N轮每场比赛都有进球的球员.

解决方案:

方案1.

from random import randint,simple
simple('abcdefgh',3)
simple('abcdefgh',randint(3,6))
d1={k:randint(1,4) for k in sample('abcdefgh',randint(3,6))}
d1
d2={k:randint(1,4) for k in sample('abcdefgh',randint(3,6))}
d3={k:randint(1,4) for k in sample('abcdefgh',randint(3,6))}
for k in d1:
    if k in d2 and k in d3:
        print(k)
[k for k in d1 if k in d2 and k in d3]
d1=[d1,d2,d3]
[k for k in d1[0] if all(map(lambda d: k in d,d1[1:]))]

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解决方案:

利用集合(set)的交集操作 step1:使用字典的keys()方法,得到一个keys的集合 step2:使用map函数,得到每个字典的keys的集合 step3:使用reduce函数,取所有字典的keys集合的交集

s1=d1.keys()
s2=d2.keys()
s1 & s2
from functools import reduce 
reduce(lambda a,b:a*b,range(1,11))
map(dict.keys,d1)
reduce(lambda a,b:a&b map(dict.keys,d1)
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6.如何让字典保持有序

实例案例:

某编程比赛系统, 对参赛选手编程解题进行计时,选手晚上比赛后,把该选手解题用时记录到字典中,以便赛后按选手名查询成绩. {'LiLei':(2,43),'HanMeiMei':(5,52),'jim':(1,39)...} 比赛结束后,需按排名顺序依次打印选手成绩,如何实现?

解决方案:

使用标准库collection中的OrderedDict 以OrderedDict替代内置字典Dict,依次将选手成绩存入OrderedDict

d={}
from collections import OrderdDict
od = OrderedDict()
od=['c']
od=['b']
od=['a']
od.keys()
players = list('abcdefgh')
from random import shuffle
shuffle(players)
players
od=OrderedDict()
for i, p in enumerate(players,1)
    od[p] = i0
od
def query_by_name(d,name):
    return d[name]
query_by_name(od,'c')

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7.如何实现用户的历史记录功能

研讨问题:

如何实现用户的历史记录功能(最多n条)?

实例案例:

很多应用程序都有浏览用户的历史记录功能,例如:

1.浏览器可以查看最近浏览的网页

2.视频播放器可以查看最近播放过的视频文件

3.Shell可以查看用户输入过的命令

现在我们制作了一个简单的猜数字游戏 如何添加历史记录,显示用户最近猜过的数字?

from random import randint

def guess(n,k):
    if n ==K:
        print('猜对了,这个数字是%d.' %k)
        return True
        
    if n<k:
        print('猜大了,比%d小.' %k)
        elif n>k:
            print('猜小了,比%d大。'%k)
        return False
def main():
    n = randint(1,100)
    i =1
    while True:
        line= input('[%d] 请输入一个数字:' %d)
        if line.isdight():
            k = int(line)
            i += 1
            if guess(n,k):
                break
            elif line == 'quit':
                break
if __name__=='__main__':
    main()

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解决方案:

使用容量为n的队列存储历史记录 使用标准数据库collections中的deque,它是一个双端队列 使用pickle模块将历史记录存储到硬盘,以便下次启动使用

from collections import deque
deque([],5)
q.append(1)
q.append(2)
q.append(3)
q.append(4)
q.append(5)
q
deque([1,2,3,4,5],maxlen=5)
q.append(6)
q
deque([2,3,4,5,6],maxlen=5)

from random import randint
from collections import deque

def guess(n,k):
    if n ==K:
        print('猜对了,这个数字是%d.' %k)
        return True
        
    if n<k:
        print('猜大了,比%d小.' %k)
        elif n>k:
            print('猜小了,比%d大。'%k)
        return False
def main():
    n = randint(1,100)
    i =1
    hq=deque([],5)
    while True:
        line= input('[%d] 请输入一个数字:' %d)
        if line.isdight():
            k = int(line)
            hq.append(k)
            i += 1
            if guess(n,k):
                break
            elif line == 'quit':
                break
            elif line=='h?'
                print(list(hq))
                
if __name__=='__main__':
    main()

import pickle
pickle.dump
q
deque([2,3,4,5,6],maxlen=5)
pickle.dump(q,open('save.pkl','wb'))
ed save.pkl
q2=pickle.load(open('save.pk1','rb'))
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本文讲解了列表,字典集合根据条件筛选数据,根据字典的值得大小进行排序,统计序列中出现元素的频度,如何实现用户的历史记录功能。

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