python容器的內置通用函數怎么使用

# Python容器的內置通用函數怎么使用

Python提供了多種內置容器類型（如列表、元組、字典、集合等），這些容器不僅用于存儲數據，還提供了豐富的內置方法來操作數據。本文將詳細介紹Python容器的通用內置函數及其使用方法。

## 一、通用操作函數

### 1. `len()` - 獲取容器長度
```python
my_list = [1, 2, 3, 4]
length = len(my_list)  # 返回4

2. max()/min() - 獲取最大/最小值

numbers = [5, 2, 8, 1]
print(max(numbers))  # 8
print(min(numbers))  # 1

3. sum() - 求和（僅限數值型容器）

nums = [1.5, 2.5, 3.5]
total = sum(nums)  # 7.5

4. sorted() - 返回排序后的新列表

chars = ['d', 'a', 'c']
sorted_chars = sorted(chars)  # ['a', 'c', 'd']

5. reversed() - 返回反轉迭代器

rev_iter = reversed([1, 2, 3])
print(list(rev_iter))  # [3, 2, 1]

二、容器類型轉換

1. list() - 轉換為列表

tuple_data = (1, 2, 3)
list_data = list(tuple_data)  # [1, 2, 3]

2. tuple() - 轉換為元組

set_data = {1, 2, 3}
tuple_data = tuple(set_data)  # (1, 2, 3)

3. set() - 轉換為集合（自動去重）

list_with_dupes = [1, 2, 2, 3]
unique_set = set(list_with_dupes)  # {1, 2, 3}

4. dict() - 創建字典

key_value_pairs = [('a', 1), ('b', 2)]
new_dict = dict(key_value_pairs)  # {'a': 1, 'b': 2}

三、元素操作函數

1. enumerate() - 獲取索引和值

for index, value in enumerate(['a', 'b', 'c']):
    print(f"Index {index}: {value}")

2. zip() - 并行迭代多個容器

names = ['Alice', 'Bob']
scores = [85, 92]
for name, score in zip(names, scores):
    print(f"{name}: {score}")

3. filter() - 過濾元素

def is_even(n):
    return n % 2 == 0

numbers = [1, 2, 3, 4]
evens = list(filter(is_even, numbers))  # [2, 4]

4. map() - 對每個元素應用函數

def square(x):
    return x ** 2

squared = list(map(square, [1, 2, 3]))  # [1, 4, 9]

四、容器成員檢查

1. in 操作符

if 'a' in ['a', 'b', 'c']:
    print("Found!")

2. any()/all() - 存在/全部滿足條件

conditions = [True, False, True]
print(any(conditions))  # True
print(all(conditions))  # False

五、高級用法示例

1. 列表推導式配合內置函數

# 獲取字符串列表中所有長度大于3的字符串
words = ['apple', 'bat', 'car']
long_words = [w for w in words if len(w) > 3]  # ['apple']

2. 字典推導式

# 創建字符到ASCII碼的映射
chars = ['a', 'b', 'c']
char_to_ascii = {c: ord(c) for c in chars}
# {'a': 97, 'b': 98, 'c': 99}

3. 多層嵌套結構處理

# 展平二維列表
matrix = [[1, 2], [3, 4]]
flat = [num for row in matrix for num in row]  # [1, 2, 3, 4]

六、性能考慮

1. 時間復雜度比較：

   • len(): O(1)
   • x in list: O(n)
   • x in set: O(1)

2. 內存效率：

   • 生成器表達式比列表推導式更省內存

   sum(x*x for x in range(1000))  # 生成器表達式
   

七、常見問題解答

Q1: 如何合并兩個字典？

dict1 = {'a': 1}
dict2 = {'b': 2}
merged = {**dict1, **dict2}  # Python 3.5+

Q2: 如何獲取字典中最大值對應的鍵？

stats = {'a': 10, 'b': 15}
max_key = max(stats, key=stats.get)  # 'b'

Q3: 如何同時獲取列表的索引和值？

for i, v in enumerate(['a', 'b', 'c']):
    print(i, v)

八、總結

Python容器的內置通用函數提供了強大的數據操作能力，掌握這些函數可以： 1. 減少代碼量 2. 提高可讀性 3. 提升運行效率

建議在實際開發中多使用這些內置函數，而不是手動實現類似功能。隨著Python版本的更新，這些函數也在不斷優化，通常比自定義實現性能更好。

注意：本文示例基于Python 3.8+版本，部分語法在舊版本中可能不適用。 “`