Что такое структура данных и какие основные встроенные структуры есть в Python

Ответ

Структура данных — это способ организации, хранения и управления данными, который обеспечивает эффективный доступ к ним и их модификацию. Выбор правильной структуры данных критически важен для производительности алгоритма.

В Python есть несколько мощных встроенных структур данных, каждая из которых подходит для своих задач.

Основные встроенные структуры данных в Python

  • Список (list)

    • Описание: Изменяемая (mutable), упорядоченная последовательность элементов. Элементы могут быть разных типов.
    • Когда использовать: Когда нужен упорядоченный набор элементов, который будет изменяться (добавляться, удаляться, сортироваться).
    • Пример: users = ['Alice', 'Bob', 'Charlie']
  • Кортеж (tuple)

    • Описание: Неизменяемая (immutable), упорядоченная последовательность элементов.
    • Когда использовать: Для хранения данных, которые не должны меняться (например, координаты точки (10, 20)), в качестве ключей словаря или для возврата нескольких значений из функции.
    • Пример: db_config = ('localhost', 5432)
  • Множество (set)

    • Описание: Изменяемая, неупорядоченная коллекция уникальных элементов.
    • Когда использовать: Для хранения уникальных элементов, быстрой проверки на вхождение (in) и выполнения математических операций над множествами (объединение, пересечение).
    • Пример: unique_tags = {'python', 'fastapi', 'docker'}
  • Словарь (dict)

    • Описание: Изменяемая, неупорядоченная (в Python < 3.7) или упорядоченная (в Python >= 3.7) коллекция пар «ключ-значение». Ключи должны быть уникальными и неизменяемыми.
    • Когда использовать: Для хранения связанных данных и быстрого доступа к значению по ключу.
    • Пример: user_profile = {'id': 123, 'name': 'Alice', 'is_active': True}

Сводная таблица

Структура Изменяемость Упорядоченность Уникальность элементов Основное назначение
list Да Да Нет Динамические упорядоченные коллекции
tuple Нет Да Нет Хранение неизменяемых данных
set Да Нет Да Проверка уникальности и вхождения
dict Да Да (с 3.7) Да (ключи) Хранение пар «ключ-значение»