python数据类型之元组、集合和字典

元组跟列表相似，但是元组中的元素是固定的（固定元素+固定顺序）。
也就是说，一旦一个元组 A 被创建，就无法对元组 A 中的元素进行添加、删除、替换或重新排序。（但是可以访问）
但是可以将元组 A 进行像列表相似的操作然后创建新元组 B，比如 B = 2 * A，B = A[2: 4]，C = A + B 等。
再比如 A = (1, 2, 3)，B = (1, 2, 3，4)时，B = A 进行赋值操作也是可行的。
注意，B[: -1] = B[0: -1] = B[0: -1 + len(B)] 。

创建元组

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# 创建一个空元组
t1 = ()
t2 = tuple()

# 创建一个具有 3 个元素的元组
t3 = (1, 2, 3)

# 使用 tuple 函数通过列表创建一个元组
t4 = tuple([x for x in range(5)])

# 使用 tuple 函数通过字符串创建一个元组
t5 = tuple("abcdabcd")
# t5 = ('a', 'b', 'c', 'd', 'a', 'b', 'c', 'd')

# 使用 list 函数将元组转换为列表
t6 = list(t5)
# t6 = ['a', 'b', 'c', 'd', 'a', 'b', 'c', 'd']

创建只有一个元素的元组

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# 创建一个只有一个元素的元组
t1 = (4,)  # 注意有个逗号
t1 = 4,  # 元组
t2 = (1) # t2 不是元组，而是一次赋值，将 1 赋给 t2
print(type(t2), t2)  # <class 'int'> 1

元组解包

在Python中，元组解包是一种将元组中的多个值赋给多个变量的方式。这可以在赋值操作中直接完成，也可以在函数调用中使用来提供参数。

解包可以使用星号表达式来选择性地解包元组中的部分元素。

python 复制代码

# -*- coding: utf-8 -*-

# 直接解包
tup = (1, 2, 3)
a, b, c = tup
print(a, b, c)
# a = 1, b = 2, c = 3

# 使用星号表达式解包
tup = (1, 2, 3, 4, 5)
x, y, *rest = tup
print(x, y, rest)
# x = 1, y = 2, rest = [3, 4, 5]


# 函数调用中的解包
def func(v1, v2, v3):
    print(v1, v2, v3)


args = (1, 2, 3)
# func(args)  
# TypeError: func() missing 2 required positional arguments: 'v2' and 'v3'
func(*args)  # 输出: 1 2 3


# 函数返回多个值时的解包
def get_values():
    return 1, 2, 3


a, b, c = get_values()  # a = 1, b = 2, c = 3

可变和不可变元素元组

一个元组包含了一个固定的元素列表。一个元组里的一个个体元素可能是易变的。如果一个元组的元素都是不可变的，那么这个元组被称为元素不可变元组。否则是元素可变元组。

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# -*- coding: utf-8 -*-

# 元素不可变元组
data = (1, 2, 3)  # 这里1， 2， 3都是不可变的
data2 = ("abc", "hello", "world")  # 这里字符串"abc"， "hello"， "world"都是不可变的
# data2[0][0] = 'x'  
# 将会报错：TypeError: 'str' object does not support item assignment

# 元素可变元组
data3 = ([1, 2, 3], ["x", "y"])  # [1, 2, 3]是列表，是可变的
data3[0][0] = 100   # 不会报错
print(data3)   # ([100, 2, 3], ['x', 'y'])
# 这里是将元组的第一个元素，是个列表，这个列表的第一个元素的地址进行改变
# 而没有该彼岸元组第一个元素的地址，即还是这个列表

# 元组本身不可变和可变是指在元组内容初始化后，不能更改元组元素的内存地址
value = [99, 99]
# data3[0] = value   
# 将会报错：TypeError: 'tuple' object does not support item assignment
# 这里试图将data3这个元组的第一个元素的地址换成[99, 99]的地址，是非法的
# 因为元组是不可变的

2.集合

集合特点

集合与列表相似，但是集合中的元素时不重复且不是按任何特定顺序放置的。
集合内的元素不能是列表或集合。

创建集合

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# -*- coding: utf-8 -*-

# 创建一个空集
set1 = set()  # 注意 set2 = {} 是创建了一个字典

# 创建 1 个元素的集合
set2 = {5}

# 创建 3 个元素的集合
set3 = {1, 3, 5}

# 用 set 函数通过元组创建集合
set4 = set((1, 3, 5))

# 用 set 函数通过列表创建集合
set5 = set([x ** 2 for x in range(5)])

# 用 set 函数通过字符串创建集合
set6 = set("helloworld")
print(set6)  # 注意集合是无序的，每次打印可能会不一样

# 用 list 函数通过集合创建一个列表
list1 = list(set5)

# 用 tuple 函数通过集合创建一个元组
t1 = tuple(set5)

集合元素要求

集合中的每个元素必须是可哈希的，hashable。
python 中的每一个对象都有一个哈希值，而且如果在对象的生命周期里该对象的哈希值从未改变，那么这个对象是哈希的，也就是不可变的。
列表、集合和字典是不可哈希的；数字、字符串和元组是哈希的。

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# -*- coding: utf-8 -*-

set1 = {1, 3, 5}  # ok
set2 = {[1, 2], [3]}  # error:TypeError: unhashable type: 'list'

集合方法

访问与修改

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# -*- coding: utf-8 -*-

set1 = {1, 2, 3, "a", "b"}
# 对集合添加一个元素
set1.add(4)
print(set1)

# update 方法 # 单个元素用 add，可迭代的对象用 update
set1 = {1, 2, 3}
set1.update("abc")
print(set1)  # {1, 2, 3, 'b', 'c', 'a'}
set1.update({2, 3, 4})
print(set1)  # {1, 2, 3, 'b', 'c', 4, 'a'}
set1.update([4, 5, 6])
print(set1)  # {1, 2, 3, 'b', 'c', 4, 5, 6, 'a'}

# 删除元素
set1.remove(3)  # 删除元素，不存在则抛出一个 KeyError 异常
print(set1.pop())
set1.discard(3)  # 删除元素，不存在不报错

# len 函数、max 函数、min 函数、sum 函数
print(len(set1))

# 可以使用 for 循环遍历一个集合中的所有元素
for x in set1:
    print(x)

# in 和 not in
print(100 in set1)

子集和超集

使用 issubset()方法和 issuperset()方法

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set1 = {1, 2, 3}
set2 = {1, 3, 2, 4}
print(set1.issubset(set2))  # True
print(set2.issuperset(set1))  # True

比较运算符

相等性判断

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set1 = {1, 2, 3}
set2 = {1, 3, 2, 4}
set3 = {3, 1, 2，2}
print(set1 == set2)  # False
print(set1 != set2)  # True
print(set1 == set3)  # True

集合运算

并集、交集、差集、对称差
集合运算是带有返回值，用来创建新集合，而不会改变原有集合
并集，用 union 方法或者 | 运算符

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set1 = {1, 2, 4}
set2 = {1, 3, 5}
print(set1.union(set2)) # {1, 2, 3, 4, 5}
print(set1 | set2) # {1, 2, 3, 4, 5}

交集，用 intersection 方法或者 &运算符

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print(set1.intersection(set2)) 
print(set1 & set2) # {1}

差集，用 difference 方法或者 -运算符（A--B 表示出现在集合 A 但不出现在集合 B 的元素的集合）

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print(set1.difference(set2))
print(set1 - set2) # {2, 4}

对称差，用 symmetric_difference 方法或者 ^运算符

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print(set1.symmetric_difference(set2))
print(set1 ^ set2) # {2, 3, 4, 5}

不可变集合

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# -*- coding: utf-8 -*-

# 可变集合
set1 = {1, 2, 3, "a", "b"}
set1.add(4)  # ok
print(set1)  # {1, 2, 3, 4, 'b', 'a'}

# 不可变集合
data = [1, 2, 3]
set2 = frozenset(data)  # 转变为不可变集合
# set2.add(4)   # AttributeError: 'frozenset' object has no attribute 'add'

3.字典

字典特点

一个字典是按照关键字存储值的集合，简称存储"键值"的集合。
它通过使用关键字实现快速获取，删除和更新值。这些关键字很像下标运算符。
在一个列表中，下标是整数；在一个字典中，关键字必须是一个可哈希对象。
一个字典不能包含有重复的关键字，每个关键字都对应着一个值。
一个关键字和它对应的值形成存储在字典的一个键值对。这种数据结构被称为"字典"。

字典创建和常见操作

条目 = 关键字(key) : 值(value)
关键字必须是可哈希的，比如字符串和数字，元组。
值可以是任意类型，比如是不可哈希的列表、字典、集合。

python 复制代码

# 创建空字典
d0 = {}

# 创建具有 3 个条目的字典
d1 = {11: "bob", 12: "other", "ras2": 234}
print(type(d1))  # <class 'dict'>
print(d1)  # {11: 'bob', 12: 'other', 'ras2': 234}

创建字典时指明key和value的类型
在Python中创建字典时，通常不需要显式指定键（key）和值（value）的类型，因为字典是一种动态类型的数据结构，它可以容纳任意类型的键和值。然而，如果你想在字典中指定键和值的类型，可以使用类型提示（Type Hints）来提供额外的信息，这在代码的可读性和维护性方面是有益的。

python 复制代码

# -*- coding: utf-8 -*-

from typing import Dict, Any, Union

# 使用类型提示声明字典的键和值的类型
my_dict: Dict[str, Union[int, str]] = {
    "key1": 42,
    "key2": "value2",
    "key3": 3.14  # 这个值将被视为 Union[int, str] 中的任一类型
}

# 打印字典
print(my_dict)

请注意，类型提示仅仅是一种静态分析工具，对于 Python 解释器本身并没有强制约束。它主要用于提高代码的可读性和与其他开发者的交流。
添加、替换和获取值

python 复制代码

# -*- coding: utf-8 -*-

# 添加一个条目到字典中，dictionaryName[key] = value
d1 = {"22-23-1827": "bob"}

d1["22-23-1828"] = "tom"
print(d1)  # {'22-23-1827': 'bob', '22-23-1828': 'tom'}

# 如果这个关键字在字典中已经存在，添加条目的语法将替换该关键字对应的值
d1["22-23-1828"] = "xxxxx"
print(d1)  # {'22-23-1827': 'bob', '22-23-1828': 'xxxxx'}

# 从字典中获取一个值，varName = dictionaryName[key]
x = d1["22-23-1827"]
print(x)

# 如果字典中没有这个关键字，将抛出一个 KeyError 异常
# print(d1["123456"])  # KeyError: '123456'

删除数据
使用语法：del DictName[key]

python 复制代码

d2 = {'22-23-1827': 'tom', '22-23-1828': 'bob'}
del d2['22-23-1828']
print(d2)  # {'22-23-1827': 'tom'}

# 如果字典中没有这个关键字，将抛出一个 KeyError 异常

遍历全部的键值对
使用 for 循环来遍历字典的所有关键字

python 复制代码

d2 = {'22-23-1827': 'tom', '22-23-1828': 'bob'}
for key in d2:
    print(key + " : " + d2[key])
"""
22-23-1827 : tom
22-23-1828 : bob
"""

len 函数获取键值对的个数

python 复制代码

d2 = {'22-23-1827': 'tom', '22-23-1828': 'bob'}
print(len(d2))  # 2

in 和 not in 判断关键字是否在字典中

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d2 = {'22-23-1827': 'tom', '22-23-1828': 'bob'}
print('22-23-1827' in d2)  # True
print('123456' in d2)  # False
print('tom' in d2)  # False

相等性判断

python 复制代码

d1 = {'22-23-1827': 'tom', '22-23-1828': 'bob'}
d2 = {'22-23-1828': 'bob', '22-23-1827': 'tom'}
print(d1 == d2)  # True
print(d2 != d1)  # False

注意字典和字典之间不能用 <, <=, >, >= 这几个比较运算符，否则会抛出 TypeError 异常

字典内置方法

get(key)方法，当 key 不在字典时，会返回一个空值 None，类似于 dictionaryName[key]
get(key, elseValue) ,当 key 不在字典时，返回值 elseValue

python 复制代码

data = {'tom': 18, 'bob': 19}
print(data.get('tom'))  # 18
print(data.get('zhang'))  # None
print(data.get('zhang', 99))  # 99

setdefault(key, elseValue) 方法，如果 key 在字典，则返回该关键字对应的值
如果 key 不在字典，则添加键值对 key: elseValue，并返回值 elseValue

python 复制代码

data = {'tom': 18, 'bob': 19}

print(data.setdefault('tom', 100))  # 18
print(data)  # {'tom': 18, 'bob': 19}

print(data.setdefault('zhang', 100))  # 100
print(data)  # {'tom': 18, 'bob': 19, 'zhang': 100}

print(data.setdefault('zhang', 999))  # 100
print(data)  # {'tom': 18, 'bob': 19, 'zhang': 100}

pop(key)方法，比 del dictionaryName[key]多了一个作用，如果 key 不存在则 KeyError 异常
pop(key, elseValue)

python 复制代码

data = {'tom': 18, 'bob': 19}

ret = data.pop("tom")
print(data)  # {'bob': 19}
print(ret)   # 18

# data.pop("xxx")  # KeyError: 'xxx'


ret = data.pop("xxx", 100)  # 不会KeyError
print(data)  # {'bob': 19}
print(ret)   # 100

update 方法用来字典合并

python 复制代码

# 相同 key 的部分新的字典会覆盖旧的字典
old_dict = {"部门": "财务", "姓名": "王涛", "电话": 12345678900}
new_dict = {"性别": "男", "部门": "技术", "电话": 12734735335}
old_dict.update(new_dict)
print(old_dict)  # {'部门': '技术', '姓名': '王涛', '电话': 12734735335, '性别': '男'}

keys()、values()和items()方法

python 复制代码

data = {'tom': 18, 'bob': 19}

x1 = data.keys()
y1 = tuple(x1)
print(x1)  # dict_keys(['tom', 'bob'])
print(y1)  # ('tom', 'bob')
print()

x2 = data.values()
y2 = list(x2)
print(x2)  # dict_values([18, 19])
print(y2)  # [18, 19]
print()

x3 = data.items()
y3 = tuple(x3)
print(x3)  # dict_items([('tom', 18), ('bob', 19)])
print(y3)  # (('tom', 18), ('bob', 19))
print()

pprin模块

漂亮打印：pprint 模块的 pprint 函数和 pformat 函数

python 复制代码

# -*- coding: utf-8 -*-

import pprint

message = "我爱程序设计，我要好好学习，天天向上。"
count_dict = {}
for character in message:
    count_dict[character] = count_dict.get(character, 0) + 1

#print(count_dict)
#print()

pprint.pprint(count_dict)
print()

new = pprint.pformat(count_dict)
print(new)
print()

运行结果

bash 复制代码

{'。': 1,
 '上': 1,
 '习': 1,
 '向': 1,
 '天': 2,
 '好': 2,
 '学': 1,
 '序': 1,
 '我': 2,
 '爱': 1,
 '程': 1,
 '要': 1,
 '计': 1,
 '设': 1,
 '，': 2}

{'。': 1,
 '上': 1,
 '习': 1,
 '向': 1,
 '天': 2,
 '好': 2,
 '学': 1,
 '序': 1,
 '我': 2,
 '爱': 1,
 '程': 1,
 '要': 1,
 '计': 1,
 '设': 1,
 '，': 2}

end