5. 数据结构

list/tuple/set/dict API、推导式与嵌套、del、用 enumerate/zip 写循环——对齐 Map/Set/数组心智并标出可变与哈希约束。

5.1 列表 `list`

常用方法（速记）

方法	作用
`append(x)`	尾部加一个元素
`extend(iter)`	追加一系列元素
`insert(i, x)`	在索引前插入
`remove(x)`	删第一个等于 `x` 的项
`pop([i])`	弹出并返回（默认末尾）
`clear()`	清空
`index(x)` / `count(x)`	查找 / 计数
`sort()` / `reverse()`	原地排序 / 反转
`copy()`	浅拷贝

当作栈 / 队列

栈：append + pop()。
队列：列表左侧弹出是 O(n)；高频双端队列用 collections.deque。

stack: list[int] = [1, 2]
stack.append(3)
stack.pop()  # 3

from collections import deque

q: deque[int] = deque([1, 2])
q.append(3)
q.popleft()  # 1

列表推导式

squares = [x**2 for x in range(5)]

# 等价于带 filter 的 map
evens = [x * 2 for x in [-1, 0, 1] if x >= 0]

nested = [[1, 2], [3, 4]]
flat = [num for row in nested for num in row]

matrix = [[1, 2], [3, 4], [5, 6]]
cols = [[row[i] for row in matrix] for i in range(2)]
# 更常见：list(zip(*matrix)) → [(1, 3, 5), (2, 4, 6)]

5.2 `del` 语句

按索引 / 切片删除，不产生值（和 pop 不同）。

a = [1, 2, 3, 4]
del a[0]      # [2, 3, 4]
del a[1:3]    # [2]
del a[:]      # []

5.3 元组 `tuple`

不可变序列；内容全可哈希时，可当 dict 键 或 set 元素。
单元素元组：(1,)，逗号不能省。
解构：x, y, z = point；*rest 吃剩余。

page = ("https://example.com", 200, 1024)
url, status, size = page

head, *tail = (1, 2, 3, 4)
print(head, tail)  # 1 [2, 3, 4]

5.4 集合 `set`

无序、元素唯一；{} 建的是空字典，空集合必须 set()。
运算：- | & ^（差 / 并 / 交 / 对称差）。

seen: set[str] = set()
for token in ["a", "b", "a"]:
    seen.add(token)
print(seen)  # {'a', 'b'}

old = {1, 2, 3}
new = {2, 3, 4}
print(new - old)  # {4}   新增
print(old - new)  # {1}   删除
print(old & new)  # {2, 3} 交集

5.5 字典 `dict`（3.7+ 保插入序）

键必须 hashable；不要用 list/dict 当键。
合并字典（3.9+）：| 与 |=。

base = {"a": 1, "b": 2}
overlay = {"b": 99, "c": 3}
merged = base | overlay
print(merged)  # {'a': 1, 'b': 99, 'c': 3}

# setdefault / defaultdict：统计词频时很省事
counts: dict[str, int] = {}
for word in ["a", "b", "a"]:
    counts[word] = counts.get(word, 0) + 1

.keys() / .values() / .items() 是动态视图：

d = {"k": 1}
view = d.keys()
d["k"] = 2
print(list(view))  # ['k']，值通过 items() 才能看到新 value

5.6 循环技巧

knights = {"gallahad": "the pure", "robin": "the brave"}

for k, v in knights.items():
    print(k, v)

for i, v in enumerate(["tic", "tac", "toe"]):
    print(i, v)

qs = ["When", "What"]
ans = ["Now", "ever"]
for q, a in zip(qs, ans):
    print(f"What is {q!r}?  {a!r}.")

# zip 以最短序列为准；需要补齐看 itertools.zip_longest

sorted(iterable) 返回新 list；list.sort() 原地排序。
去重保序（3.7+）：list(dict.fromkeys(items))。

5.7 比较与布尔

in / not in；作用于 dict 时检测键。
and / or：短路，返回值是操作数本身：

def pick(flags: dict[str, bool]) -> str:
    # 用 or 链提供默认值，像 TS 的 a ?? b 但要小心假值
    return flags.get("theme") or "light"


print(pick({"theme": ""}))  # 'light'，因为 '' 为假

5.8 速记：选型

需要	用
有序可变序列	`list`
固定记录 / 可哈希复合键	`tuple`
唯一成员 / 集合论	`set`
键值映射	`dict`

权威延伸：5. Data Structures

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