1.数据结构是什么？
数据结构是计算机存储、组织数据的方式，可以分为线性结构和非线性结构。Python语言中，常用的数据结构有列表、元组、字典、集合等。
1.1 列表
列表是Python中最常用的数据结构之一，用于存储一系列元素。列表中的元素可以是不同类型的数据，如整数、浮点数、字符串等。
列表的定义方式：
# 定义一个包含整数和字符串的列表
list1 = [1, 2, 3, 'hello', 'world']
1.2 元组
元组与列表类似，也用于存储一组元素。不同之处在于，元组中的元素不可修改。即使元组中只有一个元素，也必须使用逗号来定义。
元组的定义方式：
# 定义一个包含整数和字符串的元组
tuple1 = (1, 2, 3, 'hello', 'world')
1.3 字典
字典用于存储键值对，其中键是唯一的，对应一个值。字典可以根据键来访问对应的值。
字典的定义方式：
# 定义一个包含字符串和整数的字典
dict1 = {'name': 'Tom', 'age': 18, 'gender': 'male'}
1.4 集合
集合用于存储一组唯一的元素，集合中的元素不可重复。
集合的定义方式：
# 定义一个包含整数的集合
set1 = {1, 2, 3, 4, 5}
2.常用的数据结构操作
2.1 访问元素
对于列表、元组和字典，可以通过索引或键来访问其中的元素。
访问列表元素：
# 定义一个列表
list1 = [1, 2, 3, 'hello', 'world']
# 访问列表元素
print(list1[0]) # 1
print(list1[3]) # 'hello'
访问元组元素：
# 定义一个元组
tuple1 = (1, 2, 3, 'hello', 'world')
# 访问元组元素
print(tuple1[1]) # 2
print(tuple1[4]) # 'world'
访问字典元素：
# 定义一个字典
dict1 = {'name': 'Tom', 'age': 18, 'gender': 'male'}
# 访问字典元素
print(dict1['name']) # 'Tom'
print(dict1['age']) # 18
2.2 添加元素
对于列表、元组和字典，可以通过append()、extend()、insert()等方法来添加元素。
添加列表元素：
# 定义一个空列表
list1 = []
# 添加元素
list1.append(1)
list1.extend([2, 3])
list1.insert(1, 'hello')
print(list1) # [1, 'hello', 2, 3]
添加字典元素：
# 定义一个空字典
dict1 = {}
# 添加元素
dict1['name'] = 'Tom'
dict1['age'] = 18
print(dict1) # {'name': 'Tom', 'age': 18}
2.3 删除元素
对于列表、元组和字典，可以通过remove()、pop()、del等方法来删除元素。
删除列表元素：
# 定义一个列表
list1 = [1, 2, 3, 'hello', 'world']
# 删除元素
list1.remove(3)
list1.pop()
del list1[0]
print(list1) # ['hello']
删除字典元素：
# 定义一个字典
dict1 = {'name': 'Tom', 'age': 18, 'gender': 'male'}
# 删除元素
del dict1['gender']
print(dict1) # {'name': 'Tom', 'age': 18}
3.使用数据结构解决问题
3.1 求列表中最大值和最小值
可以使用内置函数max()和min()来求列表中的最大值和最小值。
# 定义一个包含整数的列表
list1 = [1, 3, 5, 2, 4]
# 求列表中的最大值和最小值
max_num = max(list1)
min_num = min(list1)
print('最大值：', max_num) # 最大值： 5
print('最小值：', min_num) # 最小值： 1
3.2 列表去重
可以将列表转化为集合，再转回列表来实现去重。
# 定义一个包含重复元素的列表
list1 = [1, 2, 3, 2, 4, 3]
# 去重
new_list = list(set(list1))
print(new_list) # [1, 2, 3, 4]
3.3 统计元素个数
可以使用列表的count()方法来统计元素在列表中出现的次数。
# 定义一个包含重复元素的列表
list1 = [1, 2, 3, 2, 4, 3]
# 统计元素出现次数
count_2 = list1.count(2)
count_3 = list1.count(3)
print('2的个数：', count_2) # 2的个数： 2
print('3的个数：', count_3) # 3的个数： 2
3.4 字典排序
可以使用sorted()函数来对字典进行排序。
# 定义一个字典
dict1 = {'name': 'Tom', 'age': 18, 'gender': 'male'}
# 对字典按键排序
sorted_dict = dict(sorted(dict1.items(), key=lambda x:x[0]))
print(sorted_dict) # {'age': 18, 'gender': 'male', 'name': 'Tom'}
4.总结
本文介绍了Python中常用的数据结构，包括列表、元组、字典和集合，以及常用的数据结构操作。同时，还介绍了如何使用这些数据结构来解决实际问题。数据结构是Python编程的重要基础，熟练掌握数据结构的应用能够帮助我们更轻松地解决问题。