Python 内建容器类型

在 Python 中，有四类最常见的内建容器类型：列表（list）、元组（tuple）、字典（dict）、集合（set）。通过单独或是组合使用它们，可以高效的完成很多事情。

Python 是一门高级编程语言，它所提供的内置容器类型，都是经过高度封装和抽象后的结果。和 “链表”、“红黑树”、“哈希表” 这些名字相比，所有 Python 内建类型的名字，都只描述了这个类型的功能特点，其他人完全没法只通过这些名字了解它们的哪怕一丁点内部细节。这是 Python 编程语言的优势之一。相比 C 语言这类更接近计算机底层的编程语言，Python 重新设计并实现了对编程者更友好的内置容器类型，屏蔽掉了内存管理等额外工作。为我们提供了更好的开发体验。

列表 - list

列表的特性：

1. 有序的集合
2. 通过偏移来索引，从而读取数据
3. 支持嵌套
4. 可变的类型
5. 查找和插入元素的时间随元素增多而变慢，时间复杂度 O (n)

元组 - tuple

下面是元组和列表的几个区别。

元组是不可变的

The key difference is that tuples are immutable. This means that you cannot change the values in a tuple once you have created it.

最重要的区别：元组是不可变的，而列表是可变的。

下面两点是元组的优点。

大小不同

a = tuple(range(1000))
b = list(range(1000))

print(a.__sizeof__()) # 8024
print(b.__sizeof__()) # 9088

Due to the smaller size of a tuple operation, it becomes a bit faster, but not that much to mention about until you have a huge number of elements.

由于元组支持的操作比列表小， 所以元组会比列表稍稍快上那么一丢丢。但是除非你有巨量的数据要去处理，否者这一点不需要特别强调。

元组可以作为字典的 key

You can’t use list as a dictionary identifier.

你不能将列表当作字典的 key，而元组可以（因为元组是不可变的）。

a = (1,2)
b = [1,2] 

c = {a: 1}     # OK
c = {b: 1}     # Error (TypeError: unhashable type: 'list')

字典 - dict

下面是字典的几个特点。

查找速度快

无论 dict 有 10 个元素还是 10 万个元素，查找速度都一样。而 list 的查找速度随着元素增加而逐渐下降。不过 dict 的查找速度快不是没有代价的，dict 的缺点是占用内存大，还会浪费很多内容，list 正好相反，占用内存小，但是查找速度慢。由于 dict 是按 key 查找，所以，在一个 dict 中，key 不能重复。

存储的 key-value 序对没有顺序

这一点和 list 不一样。

当我们打印下面这个 dict 会得到：

d = {
    'Adam': 95,
    'Lisa': 85,
    'Bart': 59
}

print(d)

{'Lisa': 85, 'Adam': 95, 'Bart': 59}

打印的顺序不一定是我们创建时的顺序，而且，不同的机器打印的顺序都可能不同，这说明dict 内部是无序的，不能用 dict 存储有序的集合。

作为 key 的元素必须不可变

Python 的基本类型如字符串、整数、浮点数都是不可变的，都可以作为 key。但是 list 是可变的，就不能作为 key。不可变这个限制仅作用于 key，value 是否可变是无所谓的：

{
    '123': [1, 2, 3],  # key 是 str，value是list
    123: '123',        # key 是 int，value 是 str
    ('a', 'b'): True   # key 是 tuple，并且tuple的每个元素都是不可变对象，value是 boolean
}

最常用的 key 还是字符串，因为用起来最方便。

集合 - set

dict 的作用是建立一组 key 和一组 value 的映射关系，dict 的 key 是不能重复的。有的时候，我们只想要 dict 的 key，不关心 key 对应的 value，目的就是保证这个集合的元素不会重复，这时，set 就派上用场了。set 持有一系列元素，这一点和 list 很像，但是 set 的元素没有重复，而且是无序的，这点和 dict 的 key 很像。

set 的特点：

1. set 的内部结构和 dict 很像，唯一区别是不存储 value，因此，判断一个元素是否在 set 中速度很快。
2. set 存储的元素和 dict 的 key 类似，必须是不变对象，因此，任何可变对象是不能放入 set 中的。
3. set 存储的元素也是没有顺序的。
4. set 不能包含重复的元素（set 会自动去掉重复的元素）。