【Python】数据容器

一、数据容器入门
二、数据容器：list(列表)
三、list（列表）的遍历
四、数据容器：tuple(元组)
五、数据容器：str(字符串)
六、数据容器的切片
七、数据容器：set(集合)
八、数据容器：dict(字典、映射)
九、数据容器的通用操作、对比总结、字符串大小比较

一、数据容器入门

数据容器

Python中的数据容器：

一种可以容纳多份数据 的数据类型，容纳的每一份数据称之为1个元素

每一个元素，可以是任意类型的数据，如字符串、数字、布尔等。

数据容器根据特点的不同，如：

• 是否支持重复元素
• 是否可以修改
• 是否有序，等
  分为5类，分别是：
  列表（list）、元组（tuple）、字符串（str）、集合（set）、字典（dict）

总结

1. 什么是数据容器？
   一种可以存储多个元素的Python数据类型
2. Python有哪些数据容器？
   list(列表)、tuple(元组)、str(字符串)、set(集合)、dict(字典)
   它们各有特点，但都满足可容纳多个元素的特性。

二、数据容器：list(列表)

1. 列表的定义
   列表的定义格式
2. 列表的下标索引
   使用列表的下标索引从列表中取出元素
3. 列表的常用操作
   列表的常用操作（方法）和特点

列表的定义

列表的定义方式：

总结

1. 列表的定义语法
   [元素1, 元素2, 元素3, ...]
2. 什么是元素？
   数据容器内的每一份数据，都称之为元素
3. 元素的类型有限制吗？
   元素的数据类型没有任何限制，甚至元素也可以是列表，这样就定义了嵌套列表

列表的下标（索引）

列表的下标（索引） - 反向

嵌套列表的下标（索引）

总结

1. 列表的下标索引是什么？
   列表的每一个元素，都有编号称之为下标索引
   从前向后的方向，编号从0开始递增
   从后向前的方向，编号从-1开始递减
2. 如何通过下标索引取出对应位置的元素呢？
   列表[下标]，即可取出
3. 下标索引的注意事项：
   要注意下标索引的取值范围，超出范围无法取出元素，并且会报错

列表的常用操作（方法）

列表除了可以：

• 定义
• 使用下标索引获取值

以外，列表也提供了一系列功能：

• 插入元素
• 删除元素
• 清空列表
• 修改元素
• 统计元素个数

等等功能，这些功能我们都称之为：列表的方法

列表的查询功能（方法）

列表的查询下标（索引）（查）

列表的通过下标索引修改元素值的功能（方法）（改）

列表的插入元素的功能 （增）

列表的删除元素的功能 （删）

count函数 统计某元素在列表内的数量功能

len函数 列表的查询元素个数功能

列表的方法 - 总览

列表的特点

经过上述对列表的学习，可以总结出列表有如下特点：

• 可以容纳多个元素（上限为2**63-1、9223372036854775807个）
• 可以容纳不同类型的元素（混装）
• 数据是有序存储的（有下标序号）
• 允许重复数据存在
• 可以修改（增加或删除元素等）

三、list（列表）的遍历

1. 使用while循环，遍历列表的元素
2. 使用for循环，遍历列表的元素

列表的遍历 - while循环

列表的遍历 - for循环

while循环和for循环的对比

while循环和for循环，都是循环语句，但细节不同：

• 在循环控制上：
  • while循环可以自定循环条件，并自行控制
  • for循环不可以自定循环条件，只可以一个个从容器内取出数据
• 在无限循环上：
  • while循环可以通过条件控制做到无限循环
  • for循环理论上不可以，因为被遍历的容器容量不是无限的
• 在使用场景上：
  • while循环适用于任何想要循环的场景
  • for循环适用于，遍历数据容器的场景或简单的固定次数循环场景

四、数据容器：tuple(元组)

1. 元组的定义
2. 元组的操作
3. 元组的特点

为什么需要元组

元组一旦定义完成，就不可修改

所以，当我们需要在程序内封装数据，又不希望封装的数据被篡改，那么元组就非常合适了

定义元组

元组的相关操作

元组的相关操作 - 注意事项

元组的遍历

元组的特点

总结出元组有如下特点：

• 可以容纳多个数据
• 可以容纳不同类型的数据（混装）
• 数据是有序存储的（下标索引）
• 允许重复数据存在
• 不可以修改（增加或删除元素等）
• 支持for循环

多数特性和list一致，不同点在于不可修改的特性。

总结

1. 元组的定义方式：
   (元素, 元素, 元素, ...)
2. 元组的操作方法：
   
3. 元组的注意事项：
   不可修改内容（可以修改内部list的内部元素）
4. 元组的特点：

• 和list基本相同（有序、任意数量元素、允许重复元素），唯一不同在于不可修改。
• 支持for循环

五、数据容器：str(字符串)

字符串的常见操作

字符串的下标（索引）

字符串的常用操作

字符串常用操作汇总

字符串的遍历

字符串的特点

作为数据容器，字符串有如下特点：

• 只可以存储字符串
• 长度任意（取决于内存大小）
• 支持下标索引
• 允许重复字符串存在
• 不可以修改（增加或删除元素等）
• 支持for循环

基本和列表、元组相同

不同与列表和元组的在于：字符串容器可以容纳的类型是单一的，只能是字符串类型。

不同于列表，相同于元组的在于：字符串不可修改

六、数据容器的切片

1. 什么是序列
2. 序列的切片操作

序列

序列是指：内容连续 、有序 ，可使用下标索引 的一类数据容器
列表、元组、字符串，均可以可以视为序列。

序列的常用操作 - 切片

序列 支持切片，即：列表、元组、字符串，均支持进行切片操作
切片：从一个序列中，取出一个子序列

语法：序列[起始下标:结束下标:步长]
表示从序列中，从指定位置开始，依次取出元素，到指定位置结束，得到一个新序列：

• 起始下标表示从何处开始，可以留空，留空视作从头开始
• 结束下标（不含）表示何处结束，可以留空，留空视作截取到结尾
• 步长 表示，依次取元素的间隔
  • 步长1表示，一个个取元素
  • 步长2表示，每次跳过1个元素取
  • 步长N表示，每次跳过N-1个元素取
  • 步长为负数表示，反向取（注意，起始下标和结束下标也要反向标记）

注意，此操作不会影响序列本身，而是会得到一个新的序列（列表、元组、字符串）

序列的切片演示

总结

1. 什么是序列？
   内容连续、有序，支持下标索引 的一类数据容器
2. 哪些数据容器可以视为序列？
   列表、元组、字符串
3. 序列如何做切片
   序列[起始:结束:步长]

• 起始可以省略，省略从头开始
• 结束可以省略，省略到尾结束
• 步长可以省略，省略步长为1（可以为负数，表示倒序执行）

七、数据容器：set(集合)

• 集合内不允许重复元素（去重）
• 集合内元素是无序的（不支持下标索引）

1. 集合的定义格式
2. 集合的特点
3. 集合的常见操作

集合的定义

集合的常用操作 - 修改

集合的常用操作 - 集合长度

集合的常用操作 - for循环遍历

集合常用功能总结

集合的特点

经过上述对集合的学习，可以总结出集合有如下特点：

• 可以容纳多个数据
• 可以容纳不同类型的数据（混装）
• 数据是无序存储的（不支持下标索引）
• 不允许重复数据存在
• 可以修改（增加或删除元素等）
• 支持for循环

八、数据容器：dict(字典、映射)

1. 字典的定义
   字典的定义格式
2. 字典的常用操作
   字典的特点

字典的定义

字典数据的获取

字典同集合一样，不可以使用下标索引

但是字典可以通过Key值来取得对应的Value

字典的嵌套

字典的Key和Value可以是任意数据类型（Key不可为字典）

字典的注意事项

1. 键值对的Key和Value可以是任意类型（Key不可为字典）
2. 字典内Key不允许重复，重复添加等同于覆盖原有数据
3. 字典不可用下标索引，而是通过Key检索Value

字典的常用操作

字典的常用操作总结

字典的特点

经过上述对字典的学习，可以总结出字典有如下特点：

• 可以容纳多个数据
• 可以容纳不同类型的数据
• 每一份数据是KeyValue键值对
• 可以通过Key获取到Value，Key不可重复（重复会覆盖）
• 不支持下标索引
• 可以修改（增加或删除更新元素等）
• 支持for循环，不支持while循环

九、数据容器的通用操作、对比总结、字符串大小比较

1、数据容器对比总结

数据容器分类区别

数据容器可以从以下视角进行简单的分类：

• 是否支持下标索引
  • 支持：列表、元组、字符串 - 序列类型
  • 不支持：集合、字典 - 非序列类型
• 是否支持重复元素 ：
  • 支持：列表、元组、字符串 - 序列类型
  • 不支持：集合、字典 - 非序列类型
• 是否可以修改
  • 支持：列表、集合、字典
  • 不支持：元组、字符串

数据容器特点对比

总结

基于各类数据容器的特点，它们的应用场景如下：

• 列表：一批数据，可修改、可重复的存储场景
• 元组：一批数据，不可修改、可重复的存储场景
• 字符串：一串字符串的存储场景
• 集合：一批数据，去重存储场景
• 字典：一批数据，可用Key检索Value的存储场景

2、数据容器的通用操作

数据容器的通用操作 - 遍历

数据容器尽管各自有各自的特点，但是它们也有通用的一些操作。

首先，在遍历上：

• 5类数据容器都支持for循环遍历
• 列表、元组、字符串支持while循环，集合、字典不支持（无法下标索引）

尽管遍历的形式各有不同，但是，它们都支持遍历操作。

数据容器的通用统计功能

容器的通用转换功能

容器通用排序功能

容器通用功能总览

3、字符串大小比较

ASCII码表

在程序中，字符串所用的所有字符如：

• 大小写英文单词
• 数字
• 特殊符号(!、\、|、@、#、空格等）

都有其对应的ASCII码表值

每一个字符都能对应上一个：数字的码值

字符串进行比较就是基于数字的码值大小进行比较的。

字符串比较

总结

1. 字符串如何比较
   从头到尾，一位位进行比较，其中一位大，后面就无需比较了。
2. 单个字符之间如何确定大小？
   通过ASCII码表，确定字符对应的码值数字来确定大小