python第2版课后题答案 python第二版课后题答案江红

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flyingsmiling 2023-08-14 15:26:52

文章标签 python第2版课后题答案并集出栈不可变对象 文章分类 Python 后端开发

文章目录

一些知识点总结和几个例题
选择题：1~5
填空题：1~8
思考题：1~15
上机实践：2~13
案例研究：程序运行时间度量分析

一些知识点总结和几个例题

一：二分查找法，冒泡、选择、插入、归并、快速排序算法

我把这几个例题中的查找算法和排序算法，把自己对它们的理解总结了一下：
Python 关于下标的运用技巧（二分查找法，冒泡、选择、插入、归并、快速排序算法）

二：数组

import array

array.array(typecode [, initializer])

typecode：array对象中数据元素的类型
创建array对象时必须指定其元素类型typecode，且其元素只能为该类型，否则将导致TypeError
initializer：为初始化数据序列或可迭代对象

例11.15

>>> import array
>>> a = array.array('b', (1, 2, 3, 4, 5))
>>> a[1] = 66
>>> a[1:]
array('b', [66, 3, 4, 5])
>>> a[0] = 'zgh'
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#29>", line 1, in <module>
    a[0] = 'zgh'
TypeError: an integer is required (got type str)

下表来自https://docs.python.org/3.5/library/array.html#module-array

python第2版课后题答案 python第二版课后题答案江红_出栈

三：栈和队列（collections.deque）

collections模块中的deque对象：双端队列
支持从任意一端增加和删除元素。
deque是线程安全的，内存高效的队列，它被设计为从两端追加和弹出都非常快

import collections

collections.deque([iterable [, maxlen]])

iterable：初始元素
maxlen：指定队列长度（默认无限制）

deque对象dq支持的方法：
`dq.append(x)`	在右端添加元素x
`dq.appendleft(x)`	在左端添加元素x
`dq.pop()`	从右端弹出元素。若队列中无元素，则导致IndexError
`dq.popleft()`	从左端弹出元素。若队列中无元素，则导致IndexError
`dq.extend(iterable)`	在右端添加序列iterable中的元素
`dq.extendleft(iterable)`	在左端添加序列iterable中的元素
`dq.remove(value)`	移除第一个找到的x。若未找到，则导致IndexError
`dq.count(x)`	返回元素x在队列中出现的个数
`dq.clear()`	清空队列，删除所有元素
`dq.reverse()`	反转
`dq.rotate(n)`	如果n>0，则所有元素向右移动n个位置（循环），否则向左

例11.17（读取文件，返回文件最后的n行内容）

import collections

def tail(filename, n = 10):
    'Return the last n lines of a file'
    with open(filename) as f:
        return collections.deque(f, n)

if __name__ == '__main__':
    path = r'test.py'
    dq = tail(path, n = 2)
    print(dq.popleft())
    print(dq.popleft())

输出：

print(dq.popleft())

    print(dq.popleft())

若将代码中的这一句改为dq = tail(path, n = 5) 再看输出：

if __name__ == '__main__':

    path = r'test.py'

例11.18（deque作为栈）

入栈：deque的append()方法
出栈：deque的pop()方法

>>> from collections import deque
>>> dq = deque()
>>> dq.append(1)
>>> dq.append(2)
>>> dq.append(3)
>>> dq.pop()
3
>>> dq.pop()
2
>>> dq.pop()
1

例11.16（用列表list实现栈）

list.append()入栈
list.pop()出栈

class Stack:
    def __init__(self, size = 16):
        self.stack = []
    def push(self, obj):
        self.stack.append(obj)
    def pop(self):
        try:
            return self.stack.pop()
        except IndexError as e:
            print("stack is empty")
    def __str__(self):
        return str(self.stack)

def main():
    stack = Stack()
    #1,2先后入栈
    stack.push(1)
    stack.push(2)
    print(stack)
    #出栈
    stack.pop()
    print(stack)
    stack.pop()
    print(stack)
    stack.pop()
    print(stack)

if __name__ == '__main__':main()

输出：

[1, 2]
[1]
[]
stack is empty
[]

例11.19（deque作为队列）

进队：deque的append()方法
出队：deque的popleft()方法

>>> from collections import deque
>>> dq = deque()
>>> dq.append(1)
>>> dq.append(2)
>>> dq.append(3)
>>> dq.popleft()
1
>>> dq.popleft()
2
>>> dq.popleft()
3

四：集合

可变集合对象 set
set()set(iterable)
不可变集合对象 frozenset
frozenset()frozenset(iterable)

集合中的元素不可重复，且无序，其存储依据对象的hash码
hash码是依据对象的值计算出来的一个唯一的值
一个对象的hash值可以使用内置函数hash()获得
所有的内置不可变对象，都是可hash对象
可hash对象，即实现了__hash__()的对象
bool、int、float、complex、str、tuple、frozenset
所有内置可变对象，都是非hash对象
list、dict、set
因为可变对象的值可以变化，故无法计算唯一的hash值

在集合中可以包含内置不可变对象，不能包含内置可变对象

例11.20（创建集合对象示例）

集合：无序、不可重复

>>> {1, 2, 1}
{1, 2}

在集合中，重复元素，保留前面的

>>> {'a', 1, True, False, 0}
{False, 1, 'a'}

在集合中可以包含内置不可变对象，不能包含内置可变对象（list、dict、set）

>>> {'zgh', [6,6,6]}
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#3>", line 1, in <module>
    {'zgh', [6,6,6]}
TypeError: unhashable type: 'list'

>>> {'zgh', {6, 6, 6}}
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#4>", line 1, in <module>
    {'zgh', {6, 6, 6}}
TypeError: unhashable type: 'set'

>>> {'zgh', {'sex':'male'}}
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#5>", line 1, in <module>
    {'zgh', {'sex':'male'}}
TypeError: unhashable type: 'dict'

例11.21（集合解析表达式）

>>> {i for i in range(5)}
{0, 1, 2, 3, 4}
>>> {2**i for i in range(5)}
{1, 2, 4, 8, 16}
>>> {x**2 for x in [1, 1, 2]}
{1, 4}

判断元素x是否在集合s是否存在：

x in s 如果为True，则表示存在
x not in s 如果为True，则表示不存在

集合的运算：并集、交集、差集、对称差集

运算符	说明
`s1 \| s2 \| ...`	返回 s1、s2…的并集
`s1 & s2 \| ...`	返回 s1、s2…的交集
`s1 - s2 - ...`	返回 s1、s2…的差集
`s1 ^ s2`	返回 s1、s2 的对称差集

集合的对象方法：

方法	说明
`s1.union(s2, ...)`	返回集合s1、s2…的并集
`s1.update(s2, ...)`	返回集合s1、s2…的并集，`s1 \|= (s2 \| ...)` （可变集合的方法）
`s1.intersection(s2, ...)`	返回集合s1、s2…的交集
`s1.intersection_update(s2, ...)`	返回集合s1、s2…的交集，`s1 &= (s2 & ...)` （可变集合的方法）
`s1.difference(s2, ...)`	返回集合s1、s2…的差集
`s1.difference_update(s2, ...)`	返回集合s1、s2…的差集，`s1 -= (s2 - ...)` （可变集合的方法）
`s1.symmetric_difference(s2)`	返回集合s1、s2的对称差集
`s1.symmetric_difference_update(s2)`	返回集合s1、s2的对称差集，`s1 ^= (s2)` （可变集合的方法）

>>> s1 = {1, 2, 3}
>>> s2 = {2, 3, 4}

>>> '''并集'''
>>> s1 | s2
{1, 2, 3, 4}
>>> s1.union(s2)
{1, 2, 3, 4}

>>> '''交集'''
>>> s1 & s2
{2, 3}
>>> s1.intersection(s2)
{2, 3}

>>> '''差集'''
>>> s1 - s2
{1}
>>> s2 - s1
{4}
>>> s1.difference(s2)
{1}

>>> '''对称差集'''
>>> s1 ^ s2
{1, 4}
>>> s1.symmetric_difference(s2)
{1, 4}

集合的比较运算：相等、子集、超集

运算符	说明
`s1 == s2`	s1和s2的元素相同
`s1 != s2`	s1和s2的元素不完全相同
`s1 < s2`	s1是s2的纯子集
`s1 <= s2`	s1是s2的子集
`s1 >= s2`	s1是s2的超集
`s1 > s2`	s1是s2的纯超集

方法	说明
`s1.isdisjoint(s2)`	如果集合s1和s2没有共同元素，返回True
`s1.issubset(s2)`	如果集合s1是s2的子集，返回True
`s1.issuperset(s2)`	如果集合s1是s2的超集，返回True

集合的长度、最大值、最小值、元素和
len()max()min()sum() 如果元素有非数值类型（数值类型：int、float、bool、complex），则求和将导致TypeError
可变集合 set 的常用方法：

set的方法	说明
`s.add(x)`	把对象x添加到集合s
`s.remove(x)`	从集合s中移除对象x，若不存在，则导致KeyError
`s.discard(x)`	从集合s中移除对象x（如果存在）
`s.pop()`	从集合s中随机弹出一个元素，如果s为空，则导致KeyError
`s.clear()`	清空集合s

五：字典

字典（dict）是一组键/值对的数据类型
字典的键必须是可hash对象
每个键对应于一个值
在字典中，键不能重复，根据键可以查询到值

字典的定义：

dict() 创建一个空字典

>>> {}
{}

>>> dict()
{}

dict(**kwargs) 使用关键字参数创建一个新的字典，此方法最紧凑

>>> dict(baidu = 'baidu.com', google = 'google.com')
{'baidu': 'baidu.com', 'google': 'google.com'}

dict(mapping) 从一个字典对象创建一个新的字典

>>> {'a':'apple', 'b':'boy'}
{'a': 'apple', 'b': 'boy'}

>>> dict({'a':'apple', 'b':'boy'})
{'a': 'apple', 'b': 'boy'}

dict(iterable) 使用序列创建一个新的字典

>>> dict([('id','666'),('name','zgh')])
{'id': '666', 'name': 'zgh'}

>>> dict((('id','666'),('name','zgh')))
{'id': '666', 'name': 'zgh'}

字典的访问操作：

d[key] 返回键为key的value，如果key不存在，则导致KeyError

>>> d = {1:'zgh', 2:'666'}
>>> d
{1: 'zgh', 2: '666'}
>>> d[1]
'zgh'
>>> d[2]
'666'
>>> d[3]
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#43>", line 1, in <module>
    d[3]
KeyError: 3

d[key] = value 设置d[key]的值为value，如果key不存在，则添加键/值对

>>> d[3] = 'yes'
>>> d
{1: 'zgh', 2: '666', 3: 'yes'}

del d[key] 删除字典元素，如果key不存在，则导致KeyError

>>> del d[2]
>>> d
{1: 'zgh', 3: 'yes'}

字典的视图对象：

d.keys() 返回字典d的键key的列表

>>> d = dict(name = 'zgh', sex = 'male', age = '18')
>>> d
{'name': 'zgh', 'sex': 'male', 'age': '18'}
>>> d.keys()
dict_keys(['name', 'sex', 'age'])

d.values() 返回字典d的值value的列表

>>> d.values()
dict_values(['zgh', 'male', '18'])

d.items() 返回字典d的（key, value）对的列表

>>> d.items()
dict_items([('name', 'zgh'), ('sex', 'male'), ('age', '18')])

字典解析表达式：

>>> {key:value for key in "ABC" for value in range(3)}
{'A': 2, 'B': 2, 'C': 2}

>>> d = {'name':'zgh', 'sex':'male', 'age':'18'}
>>> {key:value for key,value in d.items()}
{'name': 'zgh', 'sex': 'male', 'age': '18'}
 
>>> {x:x*x for x in range(10) if x%2 == 0}
{0: 0, 2: 4, 4: 16, 6: 36, 8: 64}

判断字典键是否存在：

key in d 如果为True，表示存在

>>> d = dict([('name', 'zgh'), ('sex', 'male'), ('age', '18')])
>>> d
{'name': 'zgh', 'sex': 'male', 'age': '18'}
>>> 'name' in d
True

key not in d 如果为True，表示不存在

>>> 'names' in d
False

字典对象的长度和比较：

len() 获取字典的长度
虽然，字典对象也支持内置函数max()、min()、sum()，但是它们计算的是字典key，没有意义

>>> d1 = {1:'food'}
>>> d2 = {1:'food', 2:'drink'}
>>> len(d1)
1
>>> len(d2)
2

==，!= 字典支持的比较运算中，只有==，!=有意义

>>> d1 == d2
False
>>> d1 != d2
True

字典对象的方法：

字典对象的方法	说明
`d.clear()`	删除所有元素
`d.copy()`	浅复制字典
`d.get(k)`	返回键k对应的值，如果key不存在，返回None
`d.get(k,v)`	返回键k对应的值，如果key不存在，返回v
`d.pop(k)`	如果键k存在，返回其值，并删除该项目；否则将导致KeyError
`d.pop(k,v)`	如果键k存在，返回其值，并删除该项目；否则返回v
`d.setdefault(k,v)`	如果键k存在，返回其值；否则添加项目k=v，v默认为None
`d.update([other])`	使用字典或键值对，更新或添加项目到字典d

六：collections模块的数据结构

与字典相关

collections.defaultdict(function_factory)

用于构建类似dict的对象defaultdict

与dict的区别是，在创建defaultdict对象时可以使用构造函数参数function_factory指定其键值对中值的类型

import collections

collections.defaultdict([function_factory[, ...]])

其中，可选参数function_factory为字典键值对中值的类型；其他可选参数同dict构造函数
defaultdict实现了__missing__(key)，即键不存在时返回值的类型（function_factory）对应的默认值，例如数值为0、字符串为''，list为[]

键不存在时返回：值的类型（function_factory）对应的默认值，例如数值为0

>>> import collections
>>> s = [('r', 1), ('g', 2), ('b', 3)]
>>>> dd = collections.defaultdict(int, s)
>>> dd['r']
1
>>> dd['g']
2
>>> dd['b']
3
>>> dd['z']
0

我们知道，在字典中键是不能重复的，而且键对应一个值
当键有重复的时候，后面的覆盖前面的

>>> s1 = [('r', 1), ('g', 2), ('b', 3), ('r', 4), ('b', 5)]
>>> dict(s1)
{'r': 4, 'g': 2, 'b': 5}

那么，
怎么使字典中的键对应多个值呢？

>>> import collections
>>> s1 = [('r', 1), ('g', 2), ('b', 3), ('r', 4), ('b', 5)]
>>> dd1 = collections.defaultdict(list)
>>> for k,v in s1:
	dd1[k].append(v)

	
>>> list(dd1.items())
[('r', [1, 4]), ('g', [2]), ('b', [3, 5])]
>>> dd1.items()
dict_items([('r', [1, 4]), ('g', [2]), ('b', [3, 5])])

collections.OrderedDict([items])

是dict的子类，能够记录字典元素插入的顺序

OrderedDict对象的元素保持插入的顺序，在更新键的值时不改变顺序；
若删除项，然后插入与删除项相同的键值对，则置于末尾

除了继承dict的方法外，OrderedDict对象包括以下两个方法：

OrderedDict对象的方法	说明
`popitem(last=True)`	弹出最后一个元素；如果last=False，则弹出第一个元素
`move_to_end(key, last=True)`	移动键key到最后；如果last=False，则移动到最前面

>>> import collections
>>> od = collections.OrderedDict(sorted(d.items()))
>>> od
OrderedDict([('age', '18'), ('name', 'guohao'), ('sex', 'female')])

>>> od.popitem()
('sex', 'female')
>>> od
OrderedDict([('age', '18'), ('name', 'guohao')])

>>> od['sex'] = 'male'
>>> od
OrderedDict([('age', '18'), ('name', 'guohao'), ('sex', 'male')])

>>> od.move_to_end('name')
>>> od
OrderedDict([('age', '18'), ('sex', 'male'), ('name', 'guohao')])

>>> od.move_to_end('name', False)
>>> od
OrderedDict([('name', 'guohao'), ('age', '18'), ('sex', 'male')])

与map相关

collections.ChainMap( * maps)

用于连接多个map

ChainMap对象内部包含多个map的列表（第一个map为子map，其余map为父map），maps属性返回这个列表。

>>> import collections
>>> m1 = {'a':1, 'b':2}
>>> m2 = {'a':2, 'x':3, 'y':4}
>>> m = collections.ChainMap(m1, m2)

ChainMap对象m除了支持字典映射的属性和方法以外，还包含下列属性和方法：

m.maps 属性，返回m对象内部包含的map的列表

>>> m.maps
[{'a': 1, 'b': 2}, {'a': 2, 'x': 3, 'y': 4}]

m.parents 属性，返回包含其父map的新的ChainMap对象，即ChainMap( * d.maps[1:])

>>> m.parents
ChainMap({'a': 2, 'x': 3, 'y': 4})

m.new_child() 方法，返回新的ChainMap对象，即ChainMap({}, * d.maps)

>>> m.new_child()
ChainMap({}, {'a': 1, 'b': 2}, {'a': 2, 'x': 3, 'y': 4})

在查询时，首先查询第一个map，如果没有查到，则依次查询其他map

>>> m['a']
1
>>> m['x']
3

ChainMap只允许更新第一个map

>>> m['a'] = 99
>>> m['x'] = 10
>>> m
ChainMap({'a': 99, 'b': 2, 'x': 10}, {'a': 2, 'x': 3, 'y': 4})

更新键'x'的值，因为夫map不能更新，故实际上是在子map中插入键值对

collections.Counter([iterable - or - mapping])

可选参数为序列或字典map

创建Counter对象：

c = Counter() 创建空的Counter对象
c = Counter('banana') 基于序列创建Counter对象
c = Counter({'red':4, 'blue':2}) 基于字典映射
c = Counter(cats = 4, dogs = 8) 基于命名参数

Counter对象支持字典映射的属性和方法，但查询时如果键不存在将不会报错，而是返回值0

>>> import collections
>>> c = collections.Counter({'r':3, 'g':2, 'b':1, 'y':4, 'w':3})
>>> c['green']
0

c.elements() 返回元素列表，各元素重复的次数为其计数

>>> c.elements()
<itertools.chain object at 0x000001F92336F8C8>

>>> list(c.elements())
['r', 'r', 'r', 'g', 'g', 'b', 'y', 'y', 'y', 'y', 'w', 'w', 'w']

c.most_common([n]) 返回计数值最大的n个元素的元组（元素，计数）列表

>>> c.most_common(2)
[('y', 4), ('r', 3)]

c.subtract([iterable-or-mapping]) 元素的计数值减去序列或字典中对应元素的计数

>>> c.subtract('red')

>>> c
Counter({'y': 4, 'w': 3, 'r': 2, 'g': 2, 'b': 1, 'e': -1, 'd': -1})

与元组相关

namedtuple(typename, field_names, verbose = False, rename = False)

typename 返回tuple的子类的类名
field_names 是命名元组元素的名称，必须为合法的标识符
verbose 当verbose为True时，在创建命名元组后会打印类定义信息
rename 当rename为True时，如果field_names包含保留关键字，则自动命名为_1、_2等

tuple是常用的数据类型，但只能通过索引访问其元素

使用namedtuple的构造函数可以定义一个tuple的子类命名元组，namedtuple对象既可以使用元素名称访问其元素，也可以使用索引访问

创建的命名元组的类可以通过_fields返回其字段属性

>>> from collections import namedtuple
>>> p = namedtuple('Point', ['x', 'y'])
>>> print(p._fields)
('x', 'y')
>>> p.x = 11
>>> p.y = 22
>>> p.x + p.y
33

namedtuple创建的类继承自tuple，包含额外的三个方法：
_make(iterable)，从指定序列iterable构建命名元组对象

>>> t = [3, 4]
>>> p1 = p._make(t)
>>> p1
Point(x=3, y=4)

_asdict() 把命名元组对象转换为OrderDict对象

>>> p1._asdict()
OrderedDict([('x', 3), ('y', 4)])

_replace(kwargs()) 创建新的命名元组对象，替换指定字段

>>> p1._replace(x=30)
Point(x=30, y=4)

>>> p1
Point(x=3, y=4)

UserDict、UserList和UserString对象

UserDict、UserList和UserString分别是dict、list、str的子类，一般用于创建其派生类

collections.UserDict([initialdata])
collections.UserList([list])
collections.UserString([sequence])

虽然可以直接基于dict、list、str创建派生类，但UserDict、UserList和UserString包括一个属性成员—data，用于存放内容，因此可以更方便实现

以UserString为例：

>>> from collections import *
>>> us = UserString('zgh')
>>> us.data
'zgh'

以UserList为例：

>>> ul = UserList([1,1,3])
>>> ul.data
[1, 1, 3]

>>> ul.data[0]
1

以UserDict为例：

>>> ud = UserDict({'name':'zgh', 'sex':'male', 'age':'18'})
>>> ud.data
{'name': 'zgh', 'sex': 'male', 'age': '18'}
>>> ud.data['name']
'zgh'

七：基于字典的通讯录

实现一个简单的基于字典数据结构的通讯管理系统，该系统采用JSON文件来保存数据

通讯录设计为字典：{name : tel}

有五个功能：

显示通讯录清单
若通讯录中无任何用户信息，则提示：通讯录为空
查询联系人资料
若并不存在，则提示：是否新建联系人
插入新的联系人
若联系人已存在，则提示：是否进行修改
删除已有联系人
若不存在此联系人，则提示：联系人不存在
退出
保存通讯录字典到addressbook.json中，退出循环

Python代码：

"""简易通讯录程序"""

import os, json

address_book = {}
if os.path.exists("addressbook.json"):
    with open(r'addressbook.json', 'r', encoding='utf-8') as f:
        address_book = json.load(f)

while True:
    print("| --- 欢迎使用通讯录程序 --- |")
    print("| --- 1：显示通讯录清单--- |")
    print("| --- 2：查询联系人资料 --- |")
    print("| --- 3：插入新的联系人 -- |")
    print("| --- 4：删除已有联系人 --- |")
    print("| --- 0：退出 --- |")
    choice = input('请选择功能菜单：')
    if choice == '1':
        if(len(address_book) == 0):
            print("通讯录为空")
        else:
            for k,v in address_book.items():
                print("姓名 = {}，联系电话 = {}".format(k, v))
        print()
    elif choice == '2':
        name = input("请输入联系人姓名：")
        if (name not in address_book):
            yn = input("联系人不存在，是否增加用户资料（Y/N）：")
            if yn in ['Y', 'y']:
                tel = input("请输入联系人电话：")
                address_book[name] = tel
        else:
            print("联系人信息：{} {}".format(name, address_book[name]))
        print()
    elif choice == '3':
        name = input("请输入联系人姓名：")
        if (name in address_book):
            print("已存在联系人：{} {}".format(name, address_book[name]))
            yn = input("是否修改用户资料（Y/N）：")
            if yn in ['Y', 'y']:
                tel = input("请输入联系人电话：")
                address_book[name] = tel
        else:
            tel = input("请输入联系人电话：")
            address_book[name] = tel
        print()
    elif choice == '4':
        name = input('请输入联系人姓名：')
        if (name not in address_book):
            print("联系人不存在：{}".format(name))
        else:
            tel = address_book.pop(name)
            print("删除联系人：{} {}".format(name, tel))
        print()
    elif choice == '0':
        with open(r'addressbook.json', 'w', encoding='utf-8') as f:
            json.dump(address_book, f)
        break

运行Python模块之前的json文件：

{"zgh": "15272502101", "xy": "110", "lcw": "888", "hq": "120"}

运行过程：

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姓名 = zgh，联系电话 = 15272502101
姓名 = xy，联系电话 = 110
姓名 = lcw，联系电话 = 888
姓名 = hq，联系电话 = 120

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请输入联系人姓名：zgh
联系人信息：zgh 15272502101

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请输入联系人姓名：tf
联系人不存在，是否增加用户资料（Y/N）：y
请输入联系人电话：000

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请输入联系人姓名：zwl
联系人不存在，是否增加用户资料（Y/N）：n

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请输入联系人姓名：zgh
已存在联系人：zgh 15272502101
是否修改用户资料（Y/N）：y
请输入联系人电话：155

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请输入联系人姓名：zgh
已存在联系人：zgh 155
是否修改用户资料（Y/N）：n

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请输入联系人电话：555

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请输入联系人姓名：zwl
删除联系人：zwl 555

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姓名 = zgh，联系电话 = 155
姓名 = xy，联系电话 = 110
姓名 = lcw，联系电话 = 888
姓名 = hq，联系电话 = 120
姓名 = tf，联系电话 = 000

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运行之后的json文件：

{"zgh": "155", "xy": "110", "lcw": "888", "hq": "120", "tf": "000"}

选择题：1~5

>>> print(type({}))
<class 'dict'>

>>> print(type([]))
<class 'list'>

>>> print(type(()))
<class 'tuple'>

>>> dict1 = {}
>>> 
>>> dict2 = {2:6}
>>> 
>>> dict3 = {[1,2,3] : "user"}
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#10>", line 1, in <module>
    dict3 = {[1,2,3] : "user"}
TypeError: unhashable type: 'list'
>>> 
>>> dict4 = {(1,2,3) : "users"}

字典的键必须是可hash对象：bool、int、float、complex、str、tuple、frozenset
而 list、dict、set 是不可hash的

>>> dict1 = {}
>>> 
>>> dict2 = {1:8}
>>>> 
>>> dict3 = dict([2,4], [3,6])
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#20>", line 1, in <module>
    dict3 = dict([2,4], [3,6])
TypeError: dict expected at most 1 arguments, got 2
>>> 
>>> dict4 = dict(([2,4], [3,6]))

填空题：1~8

>>> print(len({}))
0

>>> d = {1:'x', 2:'y', 3:'z'}
>>> del d[1]
>>> del d[2]
>>> d[1] = 'A'
>>> print(len(d))
2

>>> print(set([1, 2, 1, 2, 3]))
{1, 2, 3}

>>> fruits = {'apple':3, 'banana':4, 'pear':5}
>>> fruits['banana'] = 7
>>> print(sum(fruits.values()))
15

d.values() 返回字典d的值value的列表

>>> d1 = {1:'food'}
>>> d2 = {1:'食品', 2:'饮料'}
>>> d1.update(d2)
>>> print(d1[1])
食品

d.update([other]) 使用字典或键值对，更新或添加项目到字典d

>>> names = ['Amy', 'Bob', 'Charlie', 'Daling']
>>> print(names[-1][-1])
g

names[-1] = ‘Daling’
names[-1][-1] = ‘Daling’[-1] = ‘g’

>>> s1 = {1, 2, 3}
>>> s2 = {3, 4, 5}
>>> 
>>> s1.update(s2)
>>> s1
{1, 2, 3, 4, 5}
>>> 
>>> s1.intersection_update(s2)
>>> s1
{3, 4, 5}
>>> 
>>> s1.difference_update(s2)
>>> s1
set()
>>> 
>>> s1.symmetric_difference_update(s2)
>>> s1
{3, 4, 5}
>>> 
>>> s1.add('x')
>>> s1
{3, 4, 5, 'x'}
>>> 
>>> s1.remove(1)
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#67>", line 1, in <module>
    s1.remove(1)
KeyError: 1
>>> 
>>> s1.discard(3)
>>> s1
{4, 5, 'x'}
>>> 
>>> s1.clear()
>>> s1
set()

思考题：1~15

>>> list1 = {}
>>> list1[1] = 1
>>> list1['1'] = 3
>>> list1[1] += 2
>>> sum = 0
>>> for k in list1:
	sum += list1[k]

>>> print(sum)
6

>>> d = {1 : 'a', 2 : 'b', 3 : 'c'}
>>> del d[1]
>>> d[1] = 'x'
>>> del d[2]
>>> print(d)
{3: 'c', 1: 'x'}

>>> item_counter = {}
>>> def addone(item):
	if item in item_counter:
		item_counter[item] += 1
	else:
		item_counter[item] = 1

		
>>> addone('Apple')
>>> addone('Pear')
>>> addone('apple')
>>> addone('Apple')
>>> addone('kiwi')
>>> addone('apple')
>>> print(item_counter)
{'Apple': 2, 'Pear': 1, 'apple': 2, 'kiwi': 1}

>>> numbers = {}
>>> numbers[(1,2,3)] = 1
>>> numbers
{(1, 2, 3): 1}
>>> numbers[(2,1)] = 2
>>> numbers
{(1, 2, 3): 1, (2, 1): 2}
>>> numbers[(1,2)] = 3
>>> numbers
{(1, 2, 3): 1, (2, 1): 2, (1, 2): 3}
>>> sum = 0
>>> for k in numbers:
	sum += numbers[k]

>>> print(len(numbers),' ',sum,' ', numbers)
3   6   {(1, 2, 3): 1, (2, 1): 2, (1, 2): 3}

提示：

>>> (1,2) == (1,2)
True
>>> (1,2) == (2,1)
False

>>> d1 = {'a' : 1, 'b' : 2}
>>> d2 = d1
>>> d1['a'] = 6
>>> sum = d1['a'] + d2['a']
>>> print(sum)
12

d2 = d1
d1,d2指向同一个地址

>>> d1 = {'a' : 1, 'b' : 2}
>>> d2 = dict(d1)
>>> d1['a'] = 6
>>> sum = d1['a'] + d2['a']
>>> print(sum)
7

d2 = dict(d1)
d1,d2指向是不同的地址

>>> from collections import *
>>> m1 = {1 : 'a', 2 : 'b'}
>>> m2 = {2 : 'a', 3 : 'x', 4 : 'y'}
>>> m = ChainMap(m1, m2)
>>> print(m.maps, m.parents, m.new_child())
[{1: 'a', 2: 'b'}, {2: 'a', 3: 'x', 4: 'y'}] ChainMap({2: 'a', 3: 'x', 4: 'y'}) ChainMap({}, {1: 'a', 2: 'b'}, {2: 'a', 3: 'x', 4: 'y'})
>>> print(m[1], m[3])
a x
>>> m[1] = 'A'
>>> m[3] = 'X'
>>> print(m)
ChainMap({1: 'A', 2: 'b', 3: 'X'}, {2: 'a', 3: 'x', 4: 'y'})

m.maps 属性，返回m对象内部包含的map的列表
m.parents 属性，返回包含其父map的新的ChainMap对象，即ChainMap( * d.maps[1:])
m.new_child() 方法，返回新的ChainMap对象，即ChainMap({}, * d.maps)
在查询时，首先查询第一个map，如果没有查到，则依次查询其他map
ChainMap只允许更新第一个map

>>> from collections import *
>>> c1 = Counter()
>>> print(c1)
Counter()
>>>
>>> c2 = Counter('banana')
>>> print(c2)
Counter({'a': 3, 'n': 2, 'b': 1})
>>> 
>>> c3 = Counter({'R':4, 'B':2})
>>> print(c3)
Counter({'R': 4, 'B': 2})
>>> 
>>> c4 = Counter(birds = 2, cats = 4, dog = 8)
>>> print(c4)
Counter({'dog': 8, 'cats': 4, 'birds': 2})
>>> 
>>> print(c4['flowers'], c4['cats'])
0 4
>>>
>>> print(list(c3.elements()))
['R', 'R', 'R', 'R', 'B', 'B']
>>> 
>>> print(c4.most_common(2))
[('dog', 8), ('cats', 4)]
>>>
>>>> c3.subtract('RGB')
>>> print(c3)
Counter({'R': 3, 'B': 1, 'G': -1})

创建Counter对象：

c = Counter() 创建空的Counter对象
c = Counter('banana') 基于序列创建Counter对象
c = Counter({'red':4, 'blue':2}) 基于字典映射
c = Counter(cats = 4, dogs = 8) 基于命名参数

Counter对象支持字典映射的属性和方法，但查询时如果键不存在将不会报错，而是返回值0
c.elements() 返回元素列表，各元素重复的次数为其计数
c.most_common([n]) 返回计数值最大的n个元素的元组（元素，计数）列表
c.subtract([iterable-or-mapping]) 元素的计数值减去序列或字典中对应元素的计数

>>> from collections import *
>>> dq = deque()
>>> dq.append('a')
>>> dq.append(2)
>>> dq.append('c')
>>> data = iter(dq)
>>> while True:
	try: i = next(data)
	except StopIteration: break
	print(i, end=' ')

	
a 2 c 
>>> print(dq.pop(), dq.pop(), dq.pop())
c 2 a

dq.append(x) 在右端添加元素x
dq.pop() 从右端弹出元素。
若队列中无元素，则导致IndexError
dq.popleft() 从左端弹出元素。若队列中无元素，则导致IndexError
使用内置函数iter(obj)可以返回一个迭代器
使用内置函数next()可以依次返回迭代器对象的下一个项目值

>>> from collections import *
>>> dq = deque()
>>> dq.append('a')
>>> dq.append(2)
>>> dq.append('c')
>>> print(dq.popleft(), dq.popleft(), dq.popleft())
a 2 c

>>> from collections import defaultdict
>>> s = [('r', 3), ('g', 2), ('b', 1)]
>>> dd = defaultdict(int, s)
>>> print(dd['b'], dd['w'])
1 0
>>> 
>>> s1 = [('r', 3), ('g', 2), ('b', 1), ('r', 5), ('b', 4)]
>>> dd1 = defaultdict(list)
>>> for k,v in s1:
	dd1[k].append(v)

	
>>> print(list(dd1.items()))
[((1, 2), []), ('r', [3, 5]), ('g', [2]), ('b', [1, 4])]

与dict的区别是，在创建defaultdict对象时可以使用构造函数参数function_factory指定其键值对中值的类型
defaultdict实现了__missing__(key)，即键不存在时返回值的类型（function_factory）对应的默认值，例如数值为0、字符串为''，list为[]

此处，保有疑问，个人觉的print(list(dd1.items()))的运行结果应该是[ ('r', [3, 5]), ('g', [2]), ('b', [1, 4])]，没有弄懂((1, 2), [])从何处来？

>>> from collections import *
>>> d = {'red' : 3, 'green' : 4, 'blue' : 1}
>>> print(d.items(), sorted(d.items()))
dict_items([('red', 3), ('green', 4), ('blue', 1)]) [('blue', 1), ('green', 4), ('red', 3)]
>>> 
>>> od = OrderedDict(sorted(d.items()))
>>> print(od.popitem(), od.popitem(False))
('red', 3) ('blue', 1)

除了继承dict的方法外，OrderedDict对象有一个方法：popitem(last=True) 弹出最后一个元素；如果last=False，则弹出第一个元素 |

>>> from collections import *
>>> p = namedtuple('Point', ['x', 'y'])
>>> p.x = 1
>>> p.y = 2
>>> print(p._fields, p.x, p.y)
('x', 'y') 1 2
>>> 
>>> t = [10, 20]
>>> p1 = p._make(t)
>>> print(p1._asdict())
OrderedDict([('x', 10), ('y', 20)])
>>> 
>>> print(p1._replace(x=100), p1.x, p1.y)
Point(x=100, y=20) 1 2

创建的命名元组的类可以通过_fields返回其字段属性
namedtuple创建的类继承自tuple，包含额外的三个方法：
_make(iterable)，从指定序列iterable构建命名元组对象
_asdict() 把命名元组对象转换为OrderDict对象
_replace(kwargs()) 创建新的命名元组对象，替换指定字段

>>> import array
>>> arr1 = array.array('i', (1, 2, 3, 4, 5))
>>> arr1[1] = 22
>>> print(arr1, arr1[2:], type(arr1[1]))
array('i', [1, 22, 3, 4, 5]) array('i', [3, 4, 5]) <class 'int'>
>>> del arr1[2:]
>>> print(arr1, arr1.typecode, arr1.itemsize)
array('i', [1, 22]) i 4

>>> import array
>>> a = array.array('b', (3, 2))
>>> a.append(3)
>>> a.extend((3, 5))
>>> print(a, a.count(3))
array('b', [3, 2, 3, 3, 5]) 3
>>> a.frombytes(b'A1')
>>> a.fromlist([8, 9])
>>> print(a, a.index(3))
array('b', [3, 2, 3, 3, 5, 65, 49, 8, 9]) 0
>>> a.insert(0, 1)
>>> a.pop()
9
>>> a.remove(2)
>>> a.reverse()
>>> print(a.tolist())
[8, 49, 65, 5, 3, 3, 3, 1]

上机实践：2~13

对于书中给的查找算法和排序算法

查找算法：二分排序法
排序算法：冒泡，选择，插入，归并，快排

我突发奇想，写了以上算法中是如何玩转下标的 Python 关于下标的运用技巧（二分查找法，冒泡、选择、插入、归并、快速排序算法）

2. 修改例11.3，在列表中顺序查找特定数值的程序，设法从命令行参数中获取要查询的数据

import sys

def sequentialSearch(alist, item):
    pos = 0
    found = False
    while pos < len(alist) and not found:
        if alist[pos] == item:
            found = True
        else:
            pos += 1
    return found

if __name__ == '__main__':
    testlist = [1, 3, 33, 8, 37, 29, 32, 15, 5]
    item = float(sys.argv[1])
    print(sequentialSearch(testlist, item))

涉及到命令行参数，一般有两种执行方式

通过控制台（cmd）
通过编辑器（就是你写python代码的工具）
我写这些小玩意，使用的是python自带的IDLE，
以IDLE（使用其他编辑器的，自己百度一下怎么执行时输入命令行参数）为例：

点击Run，然后Run…Customized（有快捷键：shift+F5）
输入命令行参数即可

3. 修改例11.4，在列表中顺序查找最大值和最小值的示例程序，设法从命令行参数中获取测试列表的各元素

import sys

def max1(alist):
    pos = 0
    iMax = alist[0]
    while pos < len(alist):
        if alist[pos] > iMax:
            iMax = alist[pos]
        pos += 1
    return iMax

def min1(alist):
    pos = 0
    iMin = alist[0]
    while pos < len(alist):
        if alist[pos] < iMin:
            iMin = alist[pos]
        pos += 1
    return iMin

if __name__ == '__main__':
    alist = []
    for i in range(1, len(sys.argv)):
        alist.append(float(sys.argv[i]))
    print("最大值 = ", max1(alist))
    print("最小值 = ", min1(alist))

涉及到命令行参数，一般有两种执行方式

通过控制台（cmd）
通过编辑器（就是你写python代码的工具）
我写这些小玩意，使用的是python自带的IDLE，
以IDLE（使用其他编辑器的，自己百度一下怎么执行时输入命令行参数）为例：

点击Run，然后Run…Customized（有快捷键：shift+F5）
输入命令行参数即可

4. 修改例11.5，二分查找法的递归程序，设法从命令行参数中获取测试列表的各元素以及所要查找的关键字

怎么理解二分查找法的递归实现和非递归实现等算法，可以看一我的这篇文章 Python 关于下标的运用技巧（二分查找法，冒泡、选择、插入、归并、快速排序算法）

import sys

def _binarySearch(key, a, lo, hi):
    if lo >= hi:
        return -1
    mid = (lo + hi) // 2
    if(key < a[mid]):
        return _binarySearch(key, a, lo, mid)
    elif(key > a[mid]):
        return _binarySearch(key, a, mid+1, hi)
    else:
        return mid

def binarySearch(key, a):
    return _binarySearch(key, a, 0, len(a))

if __name__ == '__main__':
    a = []
    key = float(sys.argv[1])
    for i in range(2, len(sys.argv)):
        a.append(float(sys.argv[i]))
    print("关键字{0}位于列表索引（-1表示不存在）：{1}".format(key, binarySearch(key, a)))

涉及到命令行参数，一般有两种执行方式

通过控制台（cmd）
通过编辑器（就是你写python代码的工具）
我写这些小玩意，使用的是python自带的IDLE，
以IDLE（使用其他编辑器的，自己百度一下怎么执行时输入命令行参数）为例：

点击Run，然后Run…Customized（有快捷键：shift+F5）
输入命令行参数即可

5. 修改例11.6，二分查找法的非递归程序，设法从命令行参数中获取测试列表的各元素以及所要查找的关键字

import sys

def binarySearch(key, a):
    low = 0
    high = len(a) -1
    while low <= high:
        mid = (low + high)//2
        if(key > a[mid]):
            low = mid +1
        elif(key < a[mid]):
            high = mid -1
        else:
            return mid
    return -1 

if __name__ == '__main__':
    a = []
    key = float(sys.argv[1])
    for i in range(2, len(sys.argv)):
        a.append(float(sys.argv[i]))
    print("关键字{0}位于列表索引（-1表示不存在）：{1}".format(key, binarySearch(key, a)))

涉及到命令行参数，一般有两种执行方式

通过控制台（cmd）
通过编辑器（就是你写python代码的工具）
我写这些小玩意，使用的是python自带的IDLE，
以IDLE（使用其他编辑器的，自己百度一下怎么执行时输入命令行参数）为例：

点击Run，然后Run…Customized（有快捷键：shift+F5）
输入命令行参数即可

6. 修改例11.8，冒泡排序算法程序，设法从命令行参数中获取测试列表的各元素

import sys

def bubbleSort(a):
    for i in range(len(a)-1, -1, -1):
        for j in range(i):
            if a[j] > a[j+1]:
                a[j],a[j+1] = a[j+1],a[j]

def main():
    a = []
    for i in range(1, len(sys.argv)):
        a.append(float(sys.argv[i]))
    bubbleSort(a)
    print(a)

if __name__ == '__main__':main()

涉及到命令行参数，一般有两种执行方式

通过控制台（cmd）
通过编辑器（就是你写python代码的工具）
我写这些小玩意，使用的是python自带的IDLE，
以IDLE（使用其他编辑器的，自己百度一下怎么执行时输入命令行参数）为例：

点击Run，然后Run…Customized（有快捷键：shift+F5）
输入命令行参数即可

输出：

[1.0, 3.0, 13.0, 26.0, 33.0, 45.0, 55.0, 68.0, 72.0, 83.0, 99.0]

7. 修改例11.9，选择排序算法程序，设法从命令行参数中获取测试列表的各元素

import sys

def selectionSort(a):
    for i in range(0, len(a)-1):
        for j in range(i+1, len(a)):
            if(a[j] < a[i]):
                a[i],a[j] = a[j],a[i]

def main():
    a = []
    for i in range(1, len(sys.argv)):
        a.append(float(sys.argv[i]))
    selectionSort(a)
    print(a)

if __name__ == '__main__':main()

涉及到命令行参数，一般有两种执行方式

通过控制台（cmd）
通过编辑器（就是你写python代码的工具）
我写这些小玩意，使用的是python自带的IDLE，
以IDLE（使用其他编辑器的，自己百度一下怎么执行时输入命令行参数）为例：

点击Run，然后Run…Customized（有快捷键：shift+F5）
输入命令行参数即可

输出：

[1.0, 3.0, 13.0, 26.0, 33.0, 45.0, 55.0, 68.0, 72.0, 83.0, 99.0]

8. 修改例11.10，插入排序算法程序，设法从命令行参数中获取测试列表的各元素

import sys

def insertSort(a):
    for i in range(1, len(a)):
        for j in range(i, 0, -1):
            if(a[j-1] > a[j]):
                a[j-1],a[j] = a[j],a[j-1]

def main():
    a = []
    for i in range(1, len(sys.argv)):
        a.append(float(sys.argv[i]))
    insertSort(a)
    print(a)

if __name__ == '__main__':main()

涉及到命令行参数，一般有两种执行方式

通过控制台（cmd）
通过编辑器（就是你写python代码的工具）
我写这些小玩意，使用的是python自带的IDLE，
以IDLE（使用其他编辑器的，自己百度一下怎么执行时输入命令行参数）为例：

点击Run，然后Run…Customized（有快捷键：shift+F5）
输入命令行参数即可

输出：

[1.0, 3.0, 13.0, 26.0, 33.0, 45.0, 55.0, 68.0, 72.0, 83.0, 99.0]

9. 修改例11.11，归并排序算法程序，设法从命令行参数中获取测试列表的各元素

import sys

def merge(left, right):
    merged = []
    i, j = 0, 0
    left_len, right_len = len(left), len(right)
    while i < left_len and j < right_len:
        if left[i] <= right[j]:
            merged.append(left[i])
            i += 1
        else:
            merged.append(right[j])
            j += 1
    merged.extend(left[i:])
    merged.extend(right[j:])
    return merged

def mergeSort(a):
    if len(a) <= 1:
        return a
    mid = len(a) // 2
    left = mergeSort(a[:mid])
    right = mergeSort(a[mid:])
    return merge(left, right)

def main():
    a = []
    for i in range(1, len(sys.argv)):
        a.append(float(sys.argv[i]))
    print(mergeSort(a))

if __name__ == '__main__':main()

涉及到命令行参数，一般有两种执行方式

通过控制台（cmd）
通过编辑器（就是你写python代码的工具）
我写这些小玩意，使用的是python自带的IDLE，
以IDLE（使用其他编辑器的，自己百度一下怎么执行时输入命令行参数）为例：

点击Run，然后Run…Customized（有快捷键：shift+F5）
输入命令行参数即可

输出：

[1.0, 3.0, 13.0, 26.0, 33.0, 45.0, 55.0, 68.0, 72.0, 83.0, 99.0]

10. 修改例11.12，快速排序算法程序，设法从命令行参数中获取测试列表的各元素

import sys

def quickSort(a, low , high):
    i = low
    j = high
    if i >= j:
        return a
    key = a[i]
    while i < j:
        while i < j and a[j] >= key:
            j -= 1
        a[i] = a[j]
        while i < j and a[i] <= key:
            i += 1
        a[j] = a[i]
    a[i] = key
    quickSort(a, low, i-1)
    quickSort(a, j+1, high)

def main():
    a = []
    for i in range(1, len(sys.argv)):
        a.append(float(sys.argv[i]))
    quickSort(a, 0, len(a)-1)
    print(a)

if __name__ == '__main__':main()

涉及到命令行参数，一般有两种执行方式

通过控制台（cmd）
通过编辑器（就是你写python代码的工具）
我写这些小玩意，使用的是python自带的IDLE，
以IDLE（使用其他编辑器的，自己百度一下怎么执行时输入命令行参数）为例：

点击Run，然后Run…Customized（有快捷键：shift+F5）
输入命令行参数即可

输出：

[1.0, 3.0, 13.0, 26.0, 33.0, 45.0, 55.0, 68.0, 72.0, 83.0, 99.0]

11. 参考例11.42，实现namedtuple对象应用程序，读取成绩文件scores.csv的内容（学员、ID、语文、数学、外语和信息），显示学员ID和平均成绩

自己写一个scores.csv文件：
csv文件：推荐以逗号分隔

zgh, 1, 100, 100, 100, 100
xy, 2, 99, 98, 90, 85
hq, 3, 90, 98, 80, 96
lcw, 4, 85, 88, 65, 90

python代码：

from collections import *
import csv

Score = namedtuple('Score', 'name, id, chinese, math, english, computer')
for stu in map(Score._make, csv.reader(open("scores.csv", encoding = 'utf-8'))):
    score_average = (float(stu.chinese) + float(stu.math) + float(stu.math) + float(stu.computer)) / 4
    print(stu.id, score_average)

运行结果：

12. 创建由‘Monday’~‘Sunday’7个值组成的字典，输出键列表、值列表以及键值列表

d = {1:'Monday', 2:'Tuesday', 3:'Wednesday', 4:'Thursday', 5:'Friday', 6:'Saturday', 7:'Sunday'}

#print(d.keys())
for k in d.keys():
    print(k, end=' ')
print()

#print(d.values())
for v in d.keys():
    print(v, end=' ')
print()

#print(d.items())
for i in d.items():
    print(i, end=' ')

运行结果：

1 2 3 4 5 6 7 
1 2 3 4 5 6 7 
(1, 'Monday') (2, 'Tuesday') (3, 'Wednesday') (4, 'Thursday') (5, 'Friday') (6, 'Saturday') (7, 'Sunday')

13. 随机生成10个0（包含）~10（包含）的整数，分别组成集合A和集合B，输出A和B的内容、长度、最大值、最小值以及它们的并集、交集和差集

import random

def func():
    l = []
    for j in range(5):
        x = random.randint(1,10)
        l.append(x)
    return set(l)

A = func()
B = func()
print("集合的内容、长度、最大值、最小值分别为：")
print(A, len(A), max(A), min(A))
print(B, len(B), max(B), min(B))
print("A和B的并集、交集和差集分别为：")
print(A|B, A&B, A-B)

某次运行效果：

集合的内容、长度、最大值、最小值分别为：
{2, 4, 5, 7, 9} 5 9 2
{2, 4, 5, 8, 10} 5 10 2
A和B的并集、交集和差集分别为：
{2, 4, 5, 7, 8, 9, 10} {2, 4, 5} {9, 7}

案例研究：程序运行时间度量分析

Python实现程序运行时间度量分析

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