科学计算语言Julia及MWORKS实践 课件 10-集合容器

二、Julia语言基础语法2.1基本数据类型2.2数组2.3集合容器2.4数学运算和初等函数2.5

流程控制2.3、集合容器集合容器：一种用于存储和管理数据元素的数据结构，每个容器中的元素都可以通过特定的方式进行访问和操作。数组是Julia中信息和数据的基本表示形式，其中的元素可以是任意类型的。元组可用于存储任意类型的数据。字典保存一系列映射关系，可通过关键字（Key）查找对象对应的值。表格可更为方便地分析和处理数据。容器类型元素类型元素顺序元素可变性形式元组（Tuple）任意类型有序不可变(a,b,c)字典（Dict）任意类型的键值对无序可变Dict(a

=>n,b=>m)表格（DataFrame）同种类型（互不相等）无序可变Set((a,b,c))数组（Array）相同类型（允许不同类型）有序可变[a,b,c]四种容器对比2.3、集合容器2.3.1元组元组：一种非常简单的容器，是一种可以包含各种类型和大小数据的索引数据容器，通常是包含文本列表、文本和数字的组合或者不同大小的数值数组。函数描述tuple(xs...)构造给定对象的元组ntuple创建一个长度为n的元组，计算每个元素为f(i)julia>t=(1,2,3,"text",(11,22,33))#可通过圆括号()直接构建元组。注意：元组一旦构建就不能修改(1,2,3,"text",(11,22,33))julia>t[1:4] #通过索引访问元组(1,2,3,"text")julia>t=tuple(1,'a',pi)#通过tuple函数创建元组(1,'a',π)julia>t[2]'a':ASCII/UnicodeU+0061(categoryLl:Letter,lowercase)julia>ntuple(i->2*i,4) #构建一个从1开始、步长为1、长度为4的元组，并计算每个元素的2倍(2,4,6,8)julia>ntuple(i->2*i,Val(4))#也可以通过使用Val(N)参数作为元组的长度(2,4,6,8)2.3、集合容器2.3.2字典字典：一种容器，将值映射到唯一键的对象。它包含的是键值对而不是元素值，每个键值对都是一个存储单元，也被称为映射，表示从一个键到一个值的映射关系。函数描述Dict字典(将值映射到唯一键的对象)haskey确定映射对象是否包含键keys返回映射对象的键values返回映射对象的值julia>D=Dict("Jan"=>327.2,"Feb"=>368.2,"Mar"=>197.6,"Apr"=>178.4)Dict{String,Float64}with4entries:"Mar"=>197.6"Apr"=>178.4"Jan"=>327.2"Feb"=>368.2julia>D["Mar"]#通过键来获取对应的值197.6julia>haskey(D,"Mar")#查看字典D是否含有键"Mar"truejulia>collect(keys(D))#查询字典D中的所有键4-elementVector{String}:"Mar""Apr""Jan""Feb"julia>collect(values(D))#查询字典D中的所有值4-elementVector{Float64}:197.6178.4327.2368.2构建与访问字典julia>C=Dict([("A",1),("B",2)])#可以通过输入键值对元组来构建字典Dict{String,Int64}with2entries:"B"=>2"A"=>1julia>#传递一系列成对参数来构建字典，例如创建一个包含几个月降雨量数据的字典（下接）2.3、集合容器2.3.2字典函数描述get获取给定键存储的值getkey若集合中有与键匹配的值则返回键，否则返回默认值keytype返回包含键类型的数组valtype返回包含值类型的数组julia>d=Dict("a"=>1,"b"=>2,"c"=>3);julia>get(d,"a",3)#获取字典中键"a"对应的值1julia>getkey(d,"a",1)#获取字典d中的键"a""a"获取字典信息2.3、集合容器2.3.3表表：具有灵活性的有序集合对象类型，可以包含任何种类的对象，如数字、字符串甚至其他表等。函数描述DataFrame具有命名变量的表数组rename更改列名CSV.read读取文件CSV.write输出文件first表格第一行last表格最后一行describe输出表的摘要nrow表行数ncol表列数函数描述innerjoin将表从内部连接outerjoin外部连接combine结合行对列转换select对列转换,行数不变select!复制新的表格对列转换,行数不变transform对列进行转换,行数不变并保留原列transform!不复制新的表格对列进行转换joindataframe使用键变量按行合并两个表2.3、集合容器2.3.3表例如：使用DataFrame函数创建表格。julia>DataFrame((a=[1,2],b=[3,4]))#直接对定义表格变量和数据2×2DataFrameRow│ab│Int64Int64─────┼──────────────1│132│24julia>DataFrame(A=1:3,B=5:7,fixed=1)3×3DataFrameRow│ABfixed│Int64Int64Int64─────┼─────────────────────1│1512│2613│371julia>DataFrame("a"=>1:2,"b"=>0)#使用字典（键值对）创建表格2×2DataFrameRow│ab│Int64Int64─────┼──────────────1│102│20例如：使用rename函数创建表格副本并更改列名。julia>df=DataFrame(i=1,x=2,y=3)1×3DataFrameRow│ixy│Int64Int64Int64─────┼─────────────────────1│123julia>rename(df,:i=>:A,:x=>:X)1×3DataFrameRow│AXy│Int64Int64Int64─────┼─────────────────────1│1232.3、集合容器2.3.3表例如：创建表格并获得其指定信息。julia>df=DataFrame([123;456;789],:auto)#创建表格3×3DataFrameRow│x1x2x3│Int64Int64Int64─────┼─────────────────────1│1232│4563│789julia>describe(df) #读取表格的摘要信息3×7DataFrameRow│variablemeanminmedianmaxnmissingeltype│SymbolFloat64Int64Float64Int64Int64DataType─────┼──────────────────────────────────────────────────────────────1│x14.014.070Int642│x25.025.080Int643│x36.036.090Int64julia>first(df)#读取表格的第一行数据DataFrameRowRow│x1x2x3│Int64Int64Int64─────┼─────────────────────1│123julia>last(df)#读取表格的最后一行数据ans=DataFrameRowRow│x1x2x3│Int64Int64Int64─────┼─────────────────────3│789julia>nrow(df)#求表的行数3julia>ncol(df)#求表的变量数32.3、集合容器2.3.4集合属性与操作函数描述isempty判断是否为空empty!删除所有元素值in判断元素是否在集合中unique数组中的唯一值ty_unique数组中的唯一值uniquetol容差内的唯一值maximum返回集合的最大值minimum返回集合的最小值函数描述collect返回包含集合所有元素的向量union构造集合的并集intersect构造集合的交集setdiff构造集合的差集ty_setdiff设置两个数组的差集setxor设置两个数组的异或symdiff构造集合的对称差上面介绍了元组、字典和表三种集合容器及相关的基本函数。除此之外，集合容器还有其他关于集合属性与操作的函数，见下表。2.3、集合容器通用操作2.3.4集合属性与操作例如：创建一个集合，并对集合进行指定操作。julia>A=Dict("a"=>1,"b"=>2,"c"=>3)Dict{String,Int64}with3entries:"c"=>3"b"=>2"a"=>1julia>TF=isempty(A) #判断集合是否为空falsejulia>in("c"=>3,A) #判断元素是否在集合中truejulia>empty!(A) #清空集合中的元素Dict{String,Int64}()julia>TF=isempty(A)true获取操作例如：创建一个集合并对其进行获取操作。julia>A=[3,4,5,5,6,7,7,10,12];julia>unique(A) #求集合中的唯一值7-elementVector{Int64}:345671012julia>maximum(A) #求集合中的最大值12julia>minimum(A) #求集合中的最小值32.3、集合容器操作集合2.3.4集合属性与操作例如：创建集合，并对其进行运算。julia>A=[1,2,3,4,5];B=[3,4,5,6,7];C=[10,11];julia>union(A,B) #求A和B的并集7-elementVector{Int64}:1234567