python数据结构与算法-01_抽象数据类型和面向对象编程

Python 一切皆对象

举个例子,在 python 中我们经常使用的 list

l = list()    # 实例化一个 list 对象 l
l.append(1)    # 调用 l 的 append 方法
l.append(2)
l.remove(1)
print(len(l))    # 调用对象的 `__len__` 方法

在后面实现新的数据类型时,我们将使用 python 的 class 实现,它包含属性和方法。
属性一般是使用某种特定的数据类型,而方法一般是对属性的操作。
这里你只需了解这么多就行了, 我们不会使用继承等特性。

什么是抽象数据类型 ADT

实际上 python 内置的 list 就可以看成一种抽象数据类型。

ADT: Abstract Data Type,抽象数据类型,我们在组合已有的数据结构来实现一种新的数据类型, ADT 定义了类型的数据和操作。

我们以抽象一个背包(Bag) 数据类型来说明,背包是一种容器类型,我们可以给它添加东西,也可以移除东西,并且我们想知道背包里
有多少东西。于是我们可以定义一个新的数据类型叫做 Bag.

class Bag:
    """ 背包类型 """
    pass

实现一个 Bag ADT

视频中我们将使用 python 的 class 来实现一个新的容器类型叫做 Bag。

实现 ADT 我们应该注意什么?

  • 如何选用恰当的数据结构作为存储?
  • 选取的数据结构能否满足 ADT 的功能需求
  • 实现效率如何?
# coding: utf8


class Bag(object):

    def __init__(self, maxsize=10):
        self.maxsize = maxsize
        self._items = list()

    def add(self, item):
        if len(self) >= self.maxsize:
            raise Exception('Full')
        self._items.append(item)

    def remove(self, item):
        self._items.remove(item)

    def __len__(self):
        return len(self._items)

    def __iter__(self):
        for item in self._items:
            yield item


def test_bag():
    bag = Bag()

    bag.add(1)
    bag.add(2)
    bag.add(3)

    assert len(bag) == 3

    bag.remove(3)
    assert len(bag) == 2

    for i in bag:
        print(i)


if __name__ == '__main__':
    test_bag()

小问题:

  • 你了解 python 的魔术方法吗? 比如 __len__ ,调用 len(l) 的时候发生了什么?
  • 你了解单测吗?我们以后将使用 pytest 运行单元测试,保证我们实现的数据结构和算法是正确的。你可以网上搜索下它的简单用法

延伸阅读:

数据结构与算法–ADT

http://www.nhu.edu.tw/~chun/CS-ch12-Abstract%20Data%20Types.pdf

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