Чем отличается множество и линейный список
# Python. Структуры данных: список, кортеж, множество, словарь
Перевод параграфа 3.6 Data Structures из книги Intermediate Python
Python содержит встроенные типы данных: списки, кортежи, словари.
# Списки
Чтобы создать список используйте квадратные скобки или функцию list() :
Список сохраняет порядок элементов с которым создаётся или в котором элементы добавляются. Списки являются последовательностями и поддерживают доступ к элементам по индексу, другие свойства последовательностей будут описаны в следующих главах.
Первый элемент списка находится под индексом 0, последний — на единицу меньше длины списка.
Метод append() добавляет элемент в список.
Метод insert() добавляет элемент в любое место списка.
Оператор + объединяет два и более списка.
# Кортежи
Кортеж тоже является последовательностью и создается элементами разделёнными запятыми:
При определении непустого кортежа скобки не обязательны, но они становятся обязательными когда кортеж является частью большего выражения. Пустой кортеж создаётся пустой парой скобок:
При определении кортежа с одним элементом запятая за ним обязательна.
Пропуск запятой означает что задано обычное значение, не кортеж.
Кортежи индексируются как списки, но неизменямы.
В тоже время, если элементом кортежа является изменяемые объект, такой как список, то он может быть изменен.
# Множества
# Словари
Основные операции словаря это сохранение значения по ключу и доступ к значению по ключу. Доступ к значению осуществляется через квадратные скобки:
Словари изменяемы: значения связанные с ключами могут менятся, добавлятся и удалятся.
Структуры данных Python не ограничиваются приведёнными в этом разделе. Например, модуль collections содержит очереди, деки и другие коллекции. В то же время структуры приведённые в этом разделе используются в большинстве приложений на Python.
Используйте функцию help с параметром в виде названия типа данных для детального изучения типа.
В чем разница между списком и множеством
главное отличие между списком и множеством Список хранит повторяющиеся значения, а et не хранит повторяющиеся значения. Язык программирования Java поддерживает Коллекции. Список и Набор принадлежат и
Содержание:
главное отличие между списком и множеством Список хранит повторяющиеся значения, а Set не хранит повторяющиеся значения.
Язык программирования Java поддерживает Коллекции. Список и Набор принадлежат иерархии Коллекции. Оба являются интерфейсами, расширяющими интерфейс Collection. Эти интерфейсы предоставляют такие методы, как добавление, удаление, очистка, размер и т. Д. Для выполнения операций над коллекцией.
Ключевые области покрыты
1. Что такое список
— определение, функциональность
2. Что установлено
— определение, функциональность
3. В чем разница между списком и множеством
— Сравнение основных различий
Ключевой термин
ArrayList, Коллекции, HashSet, Интерфейс, LinkedList, Список, Набор, Вектор
Что такое список
Список является дочерним интерфейсом интерфейса Collection. Он способен поддерживать элементы во вставленном порядке. Кроме того, он также может содержать повторяющиеся значения. Классы ArrayList, LinkedList и Vector реализуют интерфейс List. Программисты могут создавать экземпляры каждого следующим образом.
List list1 = new ArrayList ();
Список list2 = новый LinkedList ();
Список list3 = новый вектор ();
Также возможно хранить объекты определенного типа, используя Generics. Синтаксис следующий.
Список список = новый список ();
Obj ссылается на тип объектов, которые может хранить список. Например,
Список list1 = новый ArrayList ();
ArrayList не обеспечивает безопасность потоков. Следовательно, доступ к одному и тому же ArrayList из нескольких потоков может привести к несогласованности данных. В LinkedList элементы могут соединяться друг с другом в прямом и обратном направлениях. Более того, Vector похож на ArrayList, но обеспечивает безопасность потоков.
Пример программы следующий.
Рисунок 1: Java-программа с ArrayList
Письма является объектом ArrayList. Метод add помогает вставлять элементы в ArrayList. Итератор () возвращает итератор в начало коллекции. Цикл while вызывает метод hasNext () в каждой итерации. Он вернет true, если в коллекции есть элементы. Внутри цикла метод next () помогает получить следующий элемент данных в коллекции. System.out.println отображает элемент на консоли.
Наблюдая за выводом, мы видим, что ArrayList поддерживает порядок вставки данных. Кроме того, буква «м» вставляется дважды. ArrayList содержит оба m. Следовательно, List хранит повторяющиеся значения.
Что установлено
Set является дочерним интерфейсом интерфейса Collection. Он не поддерживает повторяющиеся элементы. Следовательно, он поддерживает уникальный набор элементов. Классы HashSet, LinkedHashSet и TreeSet реализуют интерфейс Set. Программисты могут создавать экземпляры каждого следующим образом.
Set set1 = new HashSet ();
Set set2 = new LinkedHashSet ();
Set set3 = new TreeSet ();
Также возможно разрешить хранение объектов определенного типа, используя Generics. Синтаксис следующий.
Задавать set = new Set ();
Obj ссылается на тип объектов, которые может хранить набор.
Задавать set1 = новый HashSet ();
Классы HashSet, LinkedHashSet и TreeSet реализуют интерфейс Set. HashSet не поддерживает порядок вставки данных. LinkedHashSet поддерживает порядок вставки данных. Кроме того, TreeSet не поддерживает порядок вставки данных, но хранит элементы отсортированным образом. Пример программы следующий.
Рисунок 2: Java-программа с HashSet
Буквы являются объектом HashSet. Метод add помогает вставлять элементы в HashSet. Эта программа также содержит методы iterator (), hasNext () и next (), как в приведенной выше программе.
Наблюдая за выводом, мы видим, что HashSet не поддерживает порядок вставки данных. Кроме того, буква «m» вставляется дважды, но содержит только один m. Поэтому Set не хранит повторяющиеся значения.
Разница между списком и множеством
Определение
дупликация
Основное различие между List и Set состоит в том, что List хранит повторяющиеся значения, тогда как Set не хранит повторяющиеся значения.
Классы
ArrayList, LinkedList и Vector реализуют интерфейс List, в то время как классы HashSet, LinkedHashSet и TreeSet реализуют интерфейс Set.
ListIterator
Более того, можно использовать Iterator или ListIterator для обхода элементов в списке. Однако невозможно использовать ListIterator для обхода элементов в наборе. Следовательно, это еще одно различие между List и Set.
Нулевые значения
Заключение
Ссылка:
1. «Список интерфейсов в Java с примерами». GeeksforGeeks, 26 ноября 2018 г.
В чем отличие Множеств, списков, массивов?
В чем отличие указателей и массивов на примере strlen()?
Здравствуйте уважаемые форумчаче. Появился вот такой вопрос. Почему функция strlen работает в.
В чем отличие многомерного массива (прямоугольного) от «зубчатых» массивов
Объясните пожалуйста в чем отличие многомерного массива(прямоугольного) от «зубчатых» массивов(т.е.
Отличие пар от списков
Правильно ли я понимаю, что списки от пар отличаются только тем, что в последней ячейке списка.
Пересечение списков-множеств
Здравствуйте, помогите, пожалуйста, решить задачу. Заранее благодарна. Определите функцию.
Решение
Решение
Пересечение списков-множеств
Здравствуйте, помогите, пожалуйста, решить задачу. Заранее благодарна. Определите функцию.
Пересечение списков-множеств
эта функция должна возвращать список из элементов, которые встречаются в каждом из двух.
Реализовать объединение списков-множеств
Здравствуйте дорогие форумчане! Помогите пожалуйста с задачей: Написать функцию union :: Eq a.
Организовать представление множеств в виде линейных однонаправленных списков
Даны два множества А и В. Организовать представление множеств в виде линейных однонаправленных.
Просто о списках, словарях и множествах или ТОП 5 структур данных
Привет. Ей! Не говорите “Да блин! Я знаю, чем отличается список от вектора, мне не нужна эта статья”. Прошу, загляните под кат и освежите свои знания. Я надеюсь, однако, что вы сможете почерпнуть из этой статьи намного больше и, некоторые, возможно, наконец-то разберутся, почему существует так много типов данных для коллекций объектов.
Введение
Так уж сложилось, что в программировании коллекции представляет много, нет ОЧЕНЬ МНОГО различных сущностей — списки, массивы, вектора, множества, стеки, очереди, ассоциативные массивы и у большинства из этих структур данных есть еще по несколько подвидов.
Должны же быть причины, чтобы для простого представления какой-либо совокупности объектов существовало настолько много различных вариаций.
Должны же быть отличия между списком и массивом? Между ассоциативным массивом и хеш-таблицей?
Коллекция
Для начала — самое скучное (да, я люблю такое). Что такое коллекция вообще?
Коллекция — структура данных (тип, класс, даже лучше сказать интерфейс), которая создана, чтобы содержать в себе некоторое количество объектов (в зависимости от языка и терминологии они должны быть одного типа или могут быть разных типов).
Различные типы коллекций могут быть статическими или динамическими, т.е. изменять свой размер или оставаться постоянными, могут быть упорядоченными (точнее учитывающими порядок элементов) и неупорядоченными (соответственно не учитывающими).
Над коллекциями предусмотрено несколько стандартных операций (сейчас мы поговорим о мутабельных, т.е. изменяемых коллекциях), таких как: получение размера, добавление элемента, удаление элемента, поиск (есть какой-либо элемент в коллекции или нет), их очень много.
Ладно, свой негласный долг я выполнил, теперь поехали!
1 Вектор (Vector, Array)
А вы чего ждали?
Вектор (он же одномерный массив) — упорядоченный набор элементов с произвольным доступом по числовому индексу. Что для нас важно в этом определении? Да ничего. Шучу, на самом деле нам важно почти каждое слово:
Доступ к элементам производится по числовому индексу (обычно начиная с 0-го индекса, хотя есть и исключения), обычно доступ к элементу коллекции по индексу записывается как myFavoriteCats[i] или blackKitties[5]. Причем для обозначения этого самого числа — индекса используют букву i.
А когда одной буквы не хватает приплетают сюда j и k.
Итак, далее мы понимаем, что доступ произвольный — значит мы можем обращаться к элементам под индексами 0, 42, 2014 и вобщем-то ожидаем, что операция будет сложности O(1), т.е. константной и независимо от того какой из элементов мы запросим он нам со скоростью света тут же вернется.
Далее — вектор — упорядоченная коллекция, что собственно понятно — у нас есть такие понятия как первый, последний элемент, для каждого конкретно взятого элемента мы также можем назвать предыдущий и следующий.
Релизация
Обычно вектор (как низкоуровневая структура) будет представлять из себя дескриптор, содержащий различную информацию, неотделимую от самой структуры (разумнее всего держать там только размер вектора) и указатель на первый элемент.
Такая реализация позволит за константное время получить доступ к произвольному элементу вектора по его индексу, а также позволит выполнять копирование, конкатенацию и другие простые операции на низком уровне.
И действительно, получить доступ к определенному элементу очень просто — прибавляем к указателю на первый элемент индекс (с некоторыми поправками на размер типа данных) и получаем указатель на нужный элемент! Осталось разыменовать и у нас в переменной нужная кошечка!
Ладно, вектор — классная структура, но и у него есть недостатки (а у кого их нет?!), например нельзя просто так взять и добавить в вектор новый элемент! Особенно втиснуть его в середину. Нельзя также сказать, что кошки с номерами 0, 1 и 4 у нас есть, а с номерами 2 и 3 — нет (раньше они были, но оказалось, что это собаки).
Можно представить себе вектор, как книжную полку с отделениями, в каждом из которых помещается ровно одна книга. Чтобы засунуть новый роман Донцовой между 10-ым и 11-ым томом Большой Совецкой Энциклопедии нужно сильно постараться и переложить все тома с 11-го по 65-ый тома (можно схитрить и поставить 11-ый том в конец, но я вам этого не говорил, да и мы в таком случае потеряем упорядоченность).
В моей памяти все именно так
Применение
В нашем случае вектор бы идеально подошел для топ-10 самых милых котят, т.к. добавлять и удалять элементы не нужно (только изменять), пропусков между 1-ым и 5-ым местом быть не должно, да и удобно обращаться по номеру.
Ладно. В любом случае вектор классный, мы просто посмотрим какие есть еще коллекции.
2 Список (List)
Первый том
Ух! Список задач на сегодня, список покупок в магазине. Список гостей на свадьбу… Так. Ближе к делу.
Мы уже знаем, что элементы вектора лежат акуратненько друг за другом, красиво и ровно. Это дает нам как преимущества так и недостатки.
Список в этом плане полностью противоположная вещь — его элементы могут быть разбросаны по памяти как угодно! Из-за этого мы теряем возможность быстро получить элемент по индексу, а также не можем быстро скопировать весь список, но получаем довольно приятную штуку — мы можем вставлять элементы за константное время в любое место! По слухам удаляются элементы из списка тоже за O(1).
Реализация
Хм. А как с формальным определением?
Список — упорядоченный набор элементов, для каждого из которых хранится указатель на следующий (или для двусвязного списка и на следующий и на предыдущий) элементы списка.
Для последнего элемента списка мы храним нулевой указатель (на диаграммах я буду использовать указатель на нулевую кошку (Null Cat), не пугайтесь).
Внимание! В каноничной реализации списка, для того, чтобы получить размер списка, необходимо обойти весь список — дойдя до нулевого указателя (линейное время — сложность O(n)) и хотя в некоторых реализациях размер кешируется в дескрипторе списка (или в первом элементе), не стоит на это полагаться.
Если бы я мог, я бы один элемент списка разместил на северном полюсе, а другой где-нибудь в окресностях Бетельгейзе
Применение
Список бы подошел для (внимание!) списка бездомных котят, отсортированных по возрасту (по возрастанию). Нам как-раз нужно часто добавлять и удалять элементы из списка (вы не подумайте ничего такого — котят забирают), да и чаще понадобятся первые элементы списка — я бы взял себе маленького пушистого котенка, а не 8-ми-летнего манула.
Ладно. Списки это вроде простая структура. Что есть еще?
3 Множество (Set)
Это Сет
Похожее понятие есть в математике, а точнее в теории множеств. Множество отличается и от вектора и от списка, хотя их реализация может быть похожа.
Множество — неупорядоченный набор элементов, без повторов. Ух. И все? Ни тебе произвольного доступа, ничего! Зачем такое нужно?
Как мы знаем в векторе можно быстро получить элемент по индексу, в списке можно быстро добавить или удалить элемент, а что с множеством?
В множестве можно быстро проверить, есть какой-либо элемент внутри, или его нет. Скажем если бы я хотел узнать, находится ли конкретная кошка в моем списке любимых, то и для списка и для вектора мне пришлось бы перебрать (в худжем случае) все элементы!
Реализация
В множестве, т.к. оно неупорядочено можно сортировать элементы при добавлении и в случае чего устроить бинарный поиск. Хм. Вот ведь парадокс, коллекция неупорядоченная, а внутри все будет по-порядку. Тут важно понять, что если вы добавите новый элемент в множество, не факт, что он пойдет в конец.
На самом деле, работая с множеством вообще нельзя полагаться на какой-либо порядок элементов, он может быть любым — именно поэтому множество и неупорядоченная коллекция.
Стоит отметить, что множество может быть реализовано множеством различных способов, например можно использовать хеширование, для еще более быстрого поиска элементов, поэтому подробно реализацию я рассматривать не буду. Скажу лишь, что можно схитрить и использовать наши знания по спискам.
Вообще есть еще упорядоченные множества, множества с повторами (мультимножество), и вероятно должно быть упорядоченное мультимножество.
Теория множеств дается проще, если брать множество котят
Применение
Множество идеально подойдет для списка любимых котят, потому что их множество. Ха! Шучу.
Но оно действительно подойдет, потому-что такую коллекцию не нужно сортировать (упорядоченность не важна) и мы легко сможем проверить, находится ли какой-нибудь конкретный кот в этом множестве (скажем у меня 100 котят и любимых я кормлю креветками).
Ну ладно. Множества тоже хороши, но неужели есть что-то еще?
4 Словарь (Associative Array, Map, Dictionary)
Признайтесь, это лучше, чем просто словарь
Словарь (он же ассоциативный массив) — это тот-же вектор, но с небольшими отличиями. В качестве индекса (который в словаре будет называться ключ) могут выступать не только числа, но и любые другие типы данных (даже другие коллекции!). Также допустимы пропуски, если мы все-таки будем использовать в качестве ключа целое число, например у нас может быть элемент связанный с ключем 5, но при этом отсутствовать элемент связанный с ключем 4.
Что все это значит на практике? Всего-лишь, то, что в квадратных скобках для ображения к элементу по “индексу” мы можем указывать произвольный тип, например allMyCats[“Murka”].
Реализация
Невооруженным видно, что можно просто завести массив (или список) пар (Ключ, Значение) и добавить специальную функцию, которая будет пробегать по этому списку и возвращать определенное значение по связанному с ним ключу.
Мы также не можем сказать какая пара первая, какая последняя и что раньше “Murka” или “Borka”, поэтому словарь считается неупорядоченной структурой.
Опять-же с каждым ключем может быть связано лишь одно значение, поэтому для приведенного примера с именами кошек словарь в чистом виде подходит слабо.
Реализация, как и в случае со множеством, может быть совершенно различной, можно упорядочить пары по ключу и использовать для получения элемента бинарный поиск (в таком случае элементы должны быть упорядочеваемыми). Опять-же можно реализовать словарь с помощью хеширования ключа, что довольно часто используется со строками.
Применение
Самый правдоподобный и грамотный способ — использовать словарь вместе со списком, где ключем словаря будет строка — имя кошки, а значением — список кошек с таким именем. Это позволит быстро найти всех кошек по имени Мурка и выбрать из них ту, которая в данный момент нужна.
Примерно так выглядит в памяти std::map >
И у меня для вас новость — типы коллекций закончились. Ну все. Вообще больше нет. Совсем.
5 Стек (Stack)
Еще один кот и будет Stack Overflow
Ха! Я вас обманул (всмысле пошутил)! Есть еще пара структур данных, которые представляют коллекции.
Итак стек — коллекция с необычным доступом, точнее с необычными правилами относительно того, как могут быть добавлены и удалены элементы.
Все просто — добавляемый элемент, называемый “последним”, первый выбывает из из стека.
Стек очень нужен и полезен в программировании. Например с помощью стека осуществляется вложенный вызов процедур — в стек сохраняются адрес возврата и аргументы вызванной функции.
Реализация
В высокоуровневой реализации ничего особенно интересного нет — указатель на список и элементы добавляются в начало этого списка, и удаляются с него-же.
В низкоуровневой реализации (точнее то, как он реализован в современных архитектурах) есть интересные моменты.
Стек там является небольшим зарезервированным участком памяти и совместно с ним хранится два указателя — на начало стека (где лежит первый доавленный элемент) и конец стека — где лежит последний добавленный.
Если в стек поместить слишком много данных программа завершится со всем знакомой ошибкой — Stack Overflow, это значит, что указатель на конец стека превысил верхний допустимый предел.
Также может случиться обратная ситуация (Stack Underflow), если попытаться забрать из стека больше чем в нем есть, но в высокоуровневых языках она не встречается (понятно почему — нам не дают напрямую работать со стеком).
Если кому интересно как это все работает — изучение ассемблера для какой-нибудь популярной архитектуры, вроде i386, может вам помочь.
Применение
Можно было-бы описать в этом месте стек из бедных котят высотой с гору, но на самом деле в высокоуровневых языках стек редко необходим, часто хватает рекурсии, которая использует стек неявно. Я не стал прикладывать надуманный пример (и не смог придумать нормальный, простите), поэтому переходим к следующему пункту.
Разное
На самом деле есть еще куча коллекций, таких как очередь, двусторонняя очередь (дек), двусвязанный список, кольцевое множество, очереди с приоритетом.
Есть деревья (да их целый лес!) и графы.
Есть вероятностные структуры данных, такие как вероятностное множество и список с пропусками.
Я очень хочу про все это написать, но времени и места на хабре не всегда мало.
Однако есть множество (или вектор) вещей, относящихся к теме, которые я хотел бы упомянуть хоть вскользь, да просит меня любопытный читатель и пойдет читать умную книгу.
Строки
В первую очередь то, как реализованы строки в некоторых языках может показаться странным. Самое простое и эффективное решение это наверное решение C — строка это набор символов, с нулевым символом в конце, что позволяет обходиться без дескриптора.
В C++ std::string уже больше походит на вектор.
Ну а в старом паскале дескриптор (точнее всего-лишь длина) хранится в нулевом элементе массива.
В Haskell String — это список символов ([Char]), из чего вытекает, что получение длины строки имеет сложность O(n). Зато их очень удобно оббегать рекурсивно.
В общем случае, строка — это упорядоченный набор символов и не более. Какой именно тип коллекции будет использован — не важно (ну я бы не советовал использовать множество, ха!).
Очередь (Queue)
Очередь очень похожа на стек и в тоже время является его противоположностью — первым мы получим обратно не тот элемент, что мы добавили последним, а тот, что “стоит в очереди” дольше всех. Очередь очень удобная структура, но несмотря, на то, что принцип ее работы схож со стеком, в эффективной реализации есть небольшое отличие.
Для стека мы могли схитрить и выделить приемлемый по размеру участок памяти, в случае чего его расширяя, потому-что стек то уменьшается, то увеличивается, т.к. элементы и добавляются и удаляются “с одного конца”. Если же мы представим работу очереди, то она будет “ползти в памяти” — начало будет постоянно сдвигаться вверх, поэтому трюк, который применим для стека, будет работать хуже и тут уже намного лучше будет использовать двусвязный список (и не забудьте хранить указатели на первый и последний элементы).
Еще можете попробовать реализвать очередь на двух стеках, но это тоже менее эффективно.
Также есть дек (двусторонняя очередь — deque). В ней можно добавлять элементы как в конец, так и в начало. И забирать их тоже и с конца и с начала.
Заключение
Ух. Я начинаю повторяться
Я совсем не упомянул, про комбинирование различных коллекций, благодаря которым образуются матрицы, таблицы. Также я не затронул деревья, кольцевое множество, почти ничего не написал про очереди, очень мало информации по хешированию (я таки отделался парой слов от этой темы) и другим методам оптимизации.
Однако я думаю статья исполнит свою роль — просто и понятно изложит основы структур данных для читателей разной степени подготовленности. И я буду рад продолжить и осветить множество (или очередь, ха!) других тем в таком-же ключе.
Спасибо тем, кто смог дочитать аж до этих строк (как они это выдержали?).