# 创建
numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
fruits = ['apple', 'banana', 'cherry']
mixed = [1, 'hello', 3.14, True]

# 访问元素
print(fruits[0])      # 'apple'
print(fruits[-1])     # 'cherry' (倒数第一个)
print(fruits[1:3])    # ['banana', 'cherry'] (切片)

# 修改
fruits[1] = 'blueberry'  # 修改元素
fruits.append('orange')  # 添加元素
fruits.insert(1, 'mango')  # 插入元素
fruits.extend(['grape', 'kiwi'])  # 扩展列表

# 删除
removed = fruits.pop()    # 删除并返回最后一个元素
removed2 = fruits.pop(1)  # 删除指定位置元素
fruits.remove('apple')    # 删除指定值
del fruits[0]             # 删除指定位置

# 常用方法
fruits.sort()                    # 排序
fruits.reverse()                 # 反转
count = fruits.count('apple')    # 计数
index = fruits.index('banana')   # 查找索引
fruits_copy = fruits.copy()      # 浅拷贝

# 列表推导式
squares = [x**2 for x in range(10)]
even_squares = [x**2 for x in range(10) if x % 2 == 0]

# 创建
coordinates = (10, 20)
colors = ('red', 'green', 'blue')
single_element = (42,)  # 注意逗号，否则不是元组
mixed = (1, 'hello', [1, 2, 3])  # 元组可以包含可变元素

# 访问元素
print(colors[0])      # 'red'
print(colors[-1])     # 'blue'
print(colors[1:])     # ('green', 'blue')

# 元组不可变，但可以重新赋值
colors = ('red', 'green', 'blue', 'yellow')  # 重新赋值

# 解包
x, y = coordinates  # x=10, y=20
first, *rest = colors  # first='red', rest=['green', 'blue']

# 常用方法
count = colors.count('red')  # 计数
index = colors.index('blue')  # 查找索引

# 元组比列表更节省内存，访问更快
import sys
list_size = sys.getsizeof([1, 2, 3])
tuple_size = sys.getsizeof((1, 2, 3))
print(f"List size: {list_size}, Tuple size: {tuple_size}")

# 创建
person = {'name': 'Alice', 'age': 30, 'city': 'New York'}
grades = dict(math=90, science=85, history=88)
empty_dict = {}

# 访问元素
print(person['name'])  # 'Alice'
print(person.get('age', 0))  # 30，如果不存在返回默认值0

# 添加/修改
person['email'] = 'alice@example.com'  # 添加
person['age'] = 31  # 修改

# 删除
del person['city']  # 删除键值对
email = person.pop('email')  # 删除并返回值
person.clear()  # 清空字典

# 常用方法
keys = person.keys()      # 所有键
values = person.values()  # 所有值
items = person.items()    # 所有键值对

# 遍历
for key in person:
    print(key, person[key])

for key, value in person.items():
    print(f"{key}: {value}")

# 字典推导式
squares = {x: x**2 for x in range(5)}
# {0: 0, 1: 1, 2: 4, 3: 9, 4: 16}

# 合并字典 (Python 3.9+)
dict1 = {'a': 1, 'b': 2}
dict2 = {'b': 3, 'c': 4}
merged = dict1 | dict2  # {'a': 1, 'b': 3, 'c': 4}

# 创建
fruits = {'apple', 'banana', 'cherry'}
numbers = set([1, 2, 3, 4, 5])
empty_set = set()  # 注意：{}创建的是空字典

# 添加/删除元素
fruits.add('orange')
fruits.update(['grape', 'kiwi'])  # 添加多个
fruits.remove('banana')  # 删除，不存在则报错
fruits.discard('mango')  # 删除，不存在不报错
popped = fruits.pop()  # 随机删除一个元素并返回

# 集合运算
set1 = {1, 2, 3, 4}
set2 = {3, 4, 5, 6}

union = set1 | set2        # 并集: {1, 2, 3, 4, 5, 6}
intersection = set1 & set2 # 交集: {3, 4}
difference = set1 - set2   # 差集: {1, 2}
symmetric_diff = set1 ^ set2  # 对称差集: {1, 2, 5, 6}

# 集合关系
is_subset = {1, 2}.issubset({1, 2, 3})      # True
is_superset = {1, 2, 3}.issuperset({1, 2})  # True
is_disjoint = {1, 2}.isdisjoint({3, 4})     # True

# 集合推导式
even_squares = {x**2 for x in range(10) if x % 2 == 0}

# 创建
text = "Hello, World!"
multiline = """这是一个
多行字符串"""

# 访问和切片
print(text[0])      # 'H'
print(text[-1])     # '!'
print(text[0:5])    # 'Hello'
print(text[::2])    # 'Hlo ol!' (步长为2)

# 常用方法
text.lower()           # 转为小写
text.upper()           # 转为大写
text.strip()           # 去除两端空格
text.split(',')        # 分割字符串
','.join(['a', 'b'])   # 连接字符串: 'a,b'
text.replace('World', 'Python')  # 替换
text.find('World')     # 查找子串位置
text.startswith('Hello')  # 检查开头
text.endswith('!')        # 检查结尾

# 格式化
name = "Alice"
age = 30
f"Name: {name}, Age: {age}"  # f-string (Python 3.6+)
"Name: {}, Age: {}".format(name, age)  # format方法
"Name: %s, Age: %d" % (name, age)  # %格式化

# 字符串检查
text.isalpha()    # 是否全字母
text.isdigit()    # 是否全数字
text.isalnum()    # 是否字母或数字
text.isspace()    # 是否全空白字符

# 列表 ↔ 元组
my_list = [1, 2, 3]
my_tuple = tuple(my_list)  # (1, 2, 3)
new_list = list(my_tuple)  # [1, 2, 3]

# 列表 ↔ 集合 (去重)
my_list = [1, 2, 2, 3, 3, 3]
my_set = set(my_list)      # {1, 2, 3}
new_list = list(my_set)    # [1, 2, 3]

# 字典 ↔ 列表/元组
person = {'name': 'Alice', 'age': 30}
keys = list(person.keys())      # ['name', 'age']
values = tuple(person.values()) # ('Alice', 30)
items = list(person.items())    # [('name', 'Alice'), ('age', 30)]

# 字符串 ↔ 列表
text = "apple,banana,cherry"
fruits = text.split(',')  # ['apple', 'banana', 'cherry']
new_text = '-'.join(fruits)  # 'apple-banana-cherry'

import timeit

# 查找速度对比
list_test = list(range(1000000))
set_test = set(range(1000000))

# 列表查找(O(n))
list_time = timeit.timeit('999999 in list_test', globals=globals(), number=1000)
# 集合查找(O(1))
set_time = timeit.timeit('999999 in set_test', globals=globals(), number=1000)

print(f"列表查找: {list_time:.4f}秒")
print(f"集合查找: {set_time:.4f}秒")

from collections import deque, Counter, defaultdict, OrderedDict, namedtuple

# 双端队列
dq = deque([1, 2, 3])
dq.appendleft(0)  # 左侧添加
dq.popleft()      # 左侧弹出

# 计数器
counter = Counter(['apple', 'banana', 'apple', 'cherry'])
print(counter)  # Counter({'apple': 2, 'banana': 1, 'cherry': 1})

# 默认字典
dd = defaultdict(int)
dd['key'] += 1  # 自动初始化为0

# 命名元组
Point = namedtuple('Point', ['x', 'y'])
p = Point(10, 20)
print(p.x, p.y)  # 10 20