Hiểu cách thực hiện các cấu trúc dữ liệu và thuật toán khác nhau một cách thông minh có thể làm cho mã python và ứng dụng của bạn có thể duy trì và hiệu quả hơn
Các tính năng chính
- Khám phá các triển khai chức năng và phản ứng của các cấu trúc dữ liệu truyền thống và tiên tiến
- Áp dụng một loạt các thuật toán trong mã Python của bạn
- Thực hiện các kỹ năng bạn đã học để tối đa hóa hiệu suất của các ứng dụng của bạn
Mô tả cuốn sách
Chọn cấu trúc dữ liệu phù hợp là then chốt để tối ưu hóa hiệu suất và khả năng mở rộng của các ứng dụng. Phiên bản mới này của các cấu trúc và thuật toán dữ liệu thực hành với Python sẽ mở rộng sự hiểu biết của bạn về các cấu trúc chính, bao gồm các ngăn xếp, hàng đợi và danh sách, và cũng chỉ cho bạn cách áp dụng hàng đợi ưu tiên và đống trong các ứng dụng. Bạn sẽ tìm hiểu cách phân tích và so sánh các thuật toán Python và hiểu thuật toán nào nên được sử dụng cho một vấn đề dựa trên thời gian chạy và độ phức tạp tính toán. Bạn cũng sẽ tự tin tổ chức mã của mình theo cách có thể quản lý, nhất quán và có thể mở rộng, điều này sẽ tăng năng suất của bạn như một nhà phát triển Python.
Đến cuối cuốn sách Python này, bạn sẽ có thể thao tác các cấu trúc và thuật toán dữ liệu quan trọng nhất để lưu trữ, tổ chức và truy cập dữ liệu hiệu quả hơn trong các ứng dụng của bạn.
Những gì bạn sẽ học
- Hiểu các cấu trúc và thuật toán dữ liệu phổ biến bằng cách sử dụng các ví dụ, sơ đồ và bài tập
- Khám phá cách các cấu trúc phức tạp hơn, chẳng hạn như hàng đợi ưu tiên và hàng đống, có thể mang lại lợi ích cho mã của bạn
- Thực hiện các thuật toán tìm kiếm, sắp xếp và lựa chọn trên các chuỗi số và chuỗi
- Trở nên tự tin với thuật toán phù hợp với chuỗi khóa
- Hiểu các mô hình thuật toán và áp dụng các kỹ thuật lập trình động
- Sử dụng ký hiệu tiệm cận để phân tích hiệu suất thuật toán liên quan đến độ phức tạp về thời gian và không gian
- Viết mã mạnh mẽ, mạnh mẽ bằng cách sử dụng các tính năng mới nhất của Python
Cuốn sách này dành cho ai
Cuốn sách này dành cho các nhà phát triển và lập trình viên quan tâm đến việc tìm hiểu về cấu trúc dữ liệu và thuật toán trong Python để viết các chương trình phức tạp, linh hoạt. Kiến thức lập trình Python cơ bản được mong đợi.
Mục lục
- Kiểu và cấu trúc dữ liệu Python
- Giới thiệu về Thiết kế thuật toán
- Kỹ thuật và chiến lược thiết kế thuật toán
- Danh sách liên kết
- Stacks và hàng đợi
- Cây
- Hàng đợi hàng đống và ưu tiên
- Bàn băm
- Đồ thị và thuật toán
- Đang tìm kiếm
- Sắp xếp
- Thuật toán lựa chọn
- Thuật toán khớp chuỗi
- Phụ lục: Câu trả lời cho các câu hỏi
str1 = 'Hello how are you'
str2 = "Hello how are you"
str3 = """multiline
String"""
print[str1]
print[str2]
print[str3]
Kết nối
str1 = 'Hello how are you'
str2 = "Hello how are you"
str3 = """multiline
String"""
print[str1]
print[str2]
print[str3]
8 [int]: In Python, the interpreter takes a sequence of decimal digits as a decimal value, such as the integersstr1 = 'Hello how are you' str2 = "Hello how are you" str3 = """multiline String""" print[str1] print[str2] print[str3]
0,f = 'data' s = 'structure' print[f + s] print['Data ' + 'structure']
1, orf = 'data' s = 'structure' print[f + s] print['Data ' + 'structure']
2.f = 'data' s = 'structure' print[f + s] print['Data ' + 'structure']- Sự lặp lại: Python considers a value having a floating-point value as a float type; it is specified with a decimal point. It is used to store floating-point numbers such as
3 andf = 'data' s = 'structure' print[f + s] print['Data ' + 'structure']
4. It is accurate up tof = 'data' s = 'structure' print[f + s] print['Data ' + 'structure']
5 decimal points.f = 'data' s = 'structure' print[f + s] print['Data ' + 'structure']
9: A complex number is represented using two floating-point values. It contains an ordered pair, such as a + ib. Here, a and b denote real numbers and i denotes the imaginary component. The complex numbers take the form ofstr1 = 'Hello how are you' str2 = "Hello how are you" str3 = """multiline String""" print[str1] print[str2] print[str3]
6,f = 'data' s = 'structure' print[f + s] print['Data ' + 'structure']
7, and so on.f = 'data' s = 'structure' print[f + s] print['Data ' + 'structure']
Hello how are you
Hello how are you
multiline
String
0
Hello how are you
Hello how are you
multiline
String
Tư cách thành viên
print[type[bool[22]]]
print[type[True]]
print[type[False]]
Đầu ra sẽ như sau:
Trong Python, các giá trị số có thể được sử dụng làm giá trị bool bằng cách sử dụng hàm
datastructure
Data structure
f = 'data'
s = 'structure'
print[f + s]
print['Data ' + 'structure']
f = 'data'
s = 'structure'
print[f + s]
print['Data ' + 'structure']
bool[False]
print[bool[False]]
va1 = 0
print[bool[va1]]
va2 = 11
print[bool[va2]]
va3 = -2.3
print[bool[va3]]
Đầu ra của mã trên sẽ như sau.
False
False
True
True
Các loại dữ liệu trình tự cũng là một loại dữ liệu rất cơ bản và phổ biến, mà chúng tôi sẽ xem xét tiếp theo.
Trình tự
Các loại dữ liệu trình tự được sử dụng để lưu trữ nhiều giá trị theo một biến theo cách có tổ chức và hiệu quả. Có bốn loại chuỗi cơ bản: chuỗi, phạm vi, danh sách và bộ dữ liệu.
Dây
Một chuỗi là một chuỗi các ký tự bất biến được biểu diễn trong các trích dẫn đơn, gấp đôi hoặc ba.
Bất biến có nghĩa là một khi một kiểu dữ liệu đã được gán một số giá trị, nó có thể thay đổi.
Loại chuỗi trong Python được gọi là
datastructure
Data structure
str1 = 'Hello how are you'
str2 = "Hello how are you"
str3 = """multiline
String"""
print[str1]
print[str2]
print[str3]
Đầu ra sẽ như sau:
Hello how are you
Hello how are you
multiline
String
Toán tử
datastructure
Data structure
f = 'data'
s = 'structure'
print[f + s]
print['Data ' + 'structure']
Đầu ra sẽ như sau:
datastructure
Data structure
Toán tử
datastructure
Data structure
st = 'data.'
print[st * 3]
print[3 * st]
Toán tử
datastructure
Data structure
datastructure
Data structure
data.data.data.
data.data.data.
Đầu ra sẽ như sau.
Phạm vi
Kiểu dữ liệu
datastructure
Data structure
st = 'data.'
print[st * 3]
print[3 * st]
st = 'data.'
print[st * 3]
print[3 * st]
Toán tử
datastructure
Data structure
datastructure
Data structure
Đầu ra sẽ như sau.
Phạm vi
Kiểu dữ liệu
datastructure
Data structure
st = 'data.'
print[st * 3]
print[3 * st]
st = 'data.'
print[st * 3]
print[3 * st]
Đầu ra của mã trên sẽ như sau.
Ở đây, đối số
st = 'data.'
print[st * 3]
print[3 * st]
st = 'data.'
print[st * 3]
print[3 * st]
st = 'data.'
print[st * 3]
print[3 * st]
Danh sách
Danh sách Python được sử dụng để lưu trữ nhiều mục trong một biến duy nhất. Các giá trị trùng lặp được cho phép trong một danh sách và các phần tử có thể thuộc các loại khác nhau: ví dụ, bạn có thể có cả dữ liệu số và chuỗi trong danh sách Python.
Các mục được lưu trữ trong danh sách được đặt trong dấu ngoặc vuông,
st = 'data.'
print[st * 3]
print[3 * st]
Phần tử dữ liệu của danh sách được hiển thị trong Hình 1.4, hiển thị giá trị chỉ mục của từng mục trong danh sách:
Hình 1.4: Các yếu tố dữ liệu của danh sách mẫu | Các đặc điểm của một danh sách trong Python như sau. Đầu tiên, các yếu tố danh sách có thể được truy cập bởi chỉ mục của nó, như trong Hình 1.4. Các yếu tố danh sách được đặt hàng và động. Nó có thể chứa bất kỳ đối tượng tùy ý nào rất mong muốn. Ngoài ra, cấu trúc dữ liệu | Xem như một danh sách là một kiểu dữ liệu có thể thay đổi, một khi được tạo, các yếu tố danh sách có thể được thêm, xóa, dịch chuyển và di chuyển trong danh sách. |
Tất cả các thuộc tính của danh sách được giải thích trong Bảng 1.1 bên dưới để rõ ràng hơn: | Tài sản | Sự mô tả |
Thí dụ | Đặt hàng | Các yếu tố danh sách được đặt hàng trong một chuỗi trong đó chúng được chỉ định trong danh sách tại thời điểm xác định chúng. Lệnh này không cần phải thay đổi và vẫn còn bẩm sinh suốt đời. |
| Năng động | Danh sách là động. Nó có thể phát triển hoặc thu nhỏ khi cần thiết bằng cách thêm hoặc loại bỏ các mục danh sách. |
| Liệt kê các yếu tố có thể là bất kỳ bộ đối tượng tùy ý nào Danh sách các yếu tố có thể thuộc cùng loại hoặc các loại dữ liệu khác nhau. | |
Danh sách các yếu tố có thể được truy cập thông qua một chỉ mục | Các phần tử có thể được truy cập bằng cách sử dụng lập chỉ mục dựa trên không trong dấu ngoặc vuông, tương tự như một chuỗi. Truy cập các yếu tố trong danh sách tương tự như chuỗi; Lập chỉ mục danh sách tiêu cực cũng hoạt động trong danh sách. Một chỉ số danh sách tiêu cực được tính từ cuối danh sách. Danh sách cũng hỗ trợ cắt lát. Nếu | |
| Có thể thay đổi | ||
Giá trị danh sách đơn: Các phần tử trong danh sách có thể được cập nhật thông qua việc lập chỉ mục và gán đơn giản. | Sửa đổi nhiều giá trị danh sách cũng có thể thông qua việc cắt. | |
Bảng 1.1: Đặc điểm của cấu trúc dữ liệu danh sách với các ví dụ
Bây giờ, trong khi thảo luận về các loại dữ liệu danh sách, trước tiên chúng ta nên hiểu các toán tử khác nhau, chẳng hạn như thành viên, danh tính và toán tử logic, trước khi thảo luận về chúng và cách chúng có thể được sử dụng trong các loại dữ liệu danh sách hoặc bất kỳ loại dữ liệu nào khác. Trong phần sắp tới, chúng tôi thảo luận về cách các nhà khai thác hoạt động và được sử dụng trong các loại dữ liệu khác nhau.
Tư cách thành viên, danh tính và hoạt động logic
Python hỗ trợ tư cách thành viên, danh tính và toán tử logic. Một số loại dữ liệu trong Python hỗ trợ họ. Để hiểu cách các nhà khai thác này hoạt động, chúng tôi sẽ thảo luận về từng hoạt động này trong phần này.
Các nhà khai thác thành viên
Các nhà khai thác này được sử dụng để xác nhận tư cách thành viên của một mục. Tư cách thành viên có nghĩa là chúng tôi muốn kiểm tra nếu một giá trị nhất định được lưu trữ trong biến chuỗi, chẳng hạn như một chuỗi, danh sách hoặc tuple. Các nhà khai thác thành viên phải kiểm tra tư cách thành viên trong một chuỗi; đó là, một chuỗi, danh sách hoặc tuple. Hai nhà khai thác thành viên chung được sử dụng trong Python là
data.data.data.
data.data.data.
data.data.data.
data.data.data.
Toán tử
data.data.data.
data.data.data.
f = 'data'
s = 'structure'
print[f + s]
print['Data ' + 'structure']
f = 'data'
s = 'structure'
print[f + s]
print['Data ' + 'structure']
bool[False]
print[bool[False]]
va1 = 0
print[bool[va1]]
va2 = 11
print[bool[va2]]
va3 = -2.3
print[bool[va3]]
Đầu ra sẽ như sau:
bool[False]
print[bool[False]]
va1 = 0
print[bool[va1]]
va2 = 11
print[bool[va2]]
va3 = -2.3
print[bool[va3]]
Toán tử ‘
data.data.data.
data.data.data.
f = 'data'
s = 'structure'
print[f + s]
print['Data ' + 'structure']
f = 'data'
s = 'structure'
print[f + s]
print['Data ' + 'structure']
bool[False]
print[bool[False]]
va1 = 0
print[bool[va1]]
va2 = 11
print[bool[va2]]
va3 = -2.3
print[bool[va3]]
Đầu ra sẽ như sau.
False
False
True
True
Người vận hành danh tính
Toán tử nhận dạng được sử dụng để so sánh các đối tượng. Các loại toán tử nhận dạng khác nhau là
Toán tử
f = 'data'
s = 'structure'
print[f + s]
print['Data ' + 'structure']
f = 'data'
s = 'structure'
print[f + s]
print['Data ' + 'structure']
False
False
True
True
Đầu ra sẽ như sau:
False
False
True
True
Toán tử ‘
data.data.data.
data.data.data.
f = 'data'
s = 'structure'
print[f + s]
print['Data ' + 'structure']
f = 'data'
s = 'structure'
print[f + s]
print['Data ' + 'structure']
False
False
True
True
Đầu ra sẽ như sau:
False
False
True
True
Toán tử ‘
data.data.data.
data.data.data.
f = 'data'
s = 'structure'
print[f + s]
print['Data ' + 'structure']
f = 'data'
s = 'structure'
print[f + s]
print['Data ' + 'structure']
Đầu ra sẽ như sau.
Người vận hành danh tính
Toán tử nhận dạng được sử dụng để so sánh các đối tượng. Các loại toán tử nhận dạng khác nhau là
False
False
True
True
Đầu ra sẽ như sau.
False
False
True
True
Người vận hành danh tính
False
False
True
True
Đầu ra sẽ như sau.
False
False
True
True
Người vận hành danh tính
False
False
True
True
Đầu ra sẽ như sau.
str1 = 'Hello how are you'
str2 = "Hello how are you"
str3 = """multiline
String"""
print[str1]
print[str2]
print[str3]
Người vận hành danh tính
Toán tử nhận dạng được sử dụng để so sánh các đối tượng. Các loại toán tử nhận dạng khác nhau là
10 và
10
02, được định nghĩa như sau.
Toán tử
f = 'data'
s = 'structure'
print[f + s]
print['Data ' + 'structure']
f = 'data'
s = 'structure'
print[f + s]
print['Data ' + 'structure']
Toán tử
f = 'data'
s = 'structure'
print[f + s]
print['Data ' + 'structure']
f = 'data'
s = 'structure'
print[f + s]
print['Data ' + 'structure']
str1 = 'Hello how are you'
str2 = "Hello how are you"
str3 = """multiline
String"""
print[str1]
print[str2]
print[str3]
Phần này là về các nhà khai thác danh tính. Tiếp theo, chúng ta hãy thảo luận về các nhà khai thác logic.
str1 = 'Hello how are you'
str2 = "Hello how are you"
str3 = """multiline
String"""
print[str1]
print[str2]
print[str3]
Toán tử logic
Các toán tử này được sử dụng để kết hợp các câu lệnh có điều kiện [ | Toán tử logic | Toán tử logic |
Toán tử logic | Trong phần này, chúng tôi đã tìm hiểu về các toán tử khác nhau có sẵn trong Python và cũng thấy cách các nhà khai thác thành viên và nhận dạng có thể được áp dụng cho các loại dữ liệu liệt kê. Trong phần tiếp theo, chúng tôi sẽ tiếp tục thảo luận về một loại dữ liệu chuỗi cuối cùng: Tuples. | Bộ dữ liệu |
| Tuples được sử dụng để lưu trữ nhiều mục trong một biến duy nhất. Đây là một bộ sưu tập chỉ đọc trong đó dữ liệu được đặt hàng [lập chỉ mục dựa trên 0] và không thể thay đổi/bất biến [các mục không thể được thêm, sửa đổi, loại bỏ]. Các giá trị trùng lặp được cho phép trong một tuple và các phần tử có thể thuộc các loại khác nhau, tương tự như danh sách. Tuples được sử dụng thay vì danh sách khi chúng tôi muốn lưu trữ dữ liệu không nên thay đổi trong chương trình. | Tuples được viết bằng dấu ngoặc tròn và các vật phẩm được phân tách bằng dấu phẩy: | Ví dụ: |
Tuples hỗ trợ các hoạt động | Biểu hiện | Kết quả |
| Sự mô tả | | Tư cách thành viên |
| | Lặp đi lặp lại |
Bảng 1.2: Ví dụ về các hoạt động tuple
Các bộ dữ liệu trong Python hỗ trợ lập chỉ mục dựa trên không, lập chỉ mục âm và cắt.Để hiểu nó, hãy để Lừa lấy một bộ tuple mẫu, như hình dưới đây:
Hello how are you
Hello how are you
multiline
String
Chúng ta có thể thấy các ví dụ về lập chỉ mục dựa trên không, lập chỉ mục tiêu cực và các hoạt động cắt lát trong Bảng 1.3:
Biểu hiện | Kết quả | Sự mô tả |
| | Lập chỉ mục dựa trên không có nghĩa là việc lập chỉ mục bắt đầu từ 0 thay vì 1 và do đó trong ví dụ này, chỉ mục đầu tiên đề cập đến thành viên thứ hai của tuple. |
| | Lập chỉ mục dựa trên không có nghĩa là việc lập chỉ mục bắt đầu từ 0 thay vì 1 và do đó trong ví dụ này, chỉ mục đầu tiên đề cập đến thành viên thứ hai của tuple. |
| Tiêu cực: Đếm từ phía bên phải. | |
Hello how are you
Hello how are you
multiline
String