python从入门到精通:数据容器

数据容器介绍

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

分为五类,分别是:

列表(list)、元组(tuple)、字符串(str)、集合(set)、字典(dict)

数据容器:list(列表)

列表(list)的介绍:

列表(list)类型,是数据容器的一类,可以一次存储多个数据。

基本语法:

字面量

[元素1,元素2,元素3,...]

定义变量

变量名称=[元素1,元素2,元素3,...]

定义空列表

变量名称=[ ]

变量名称=list( )

列表内的每一个数据,称之为元素

· 以 [ ] 作为标识

· 列表内的每一个元素,逗号隔开

python 复制代码
# 列表(list)
name = ['python','c','c++','java']
print(name)
print(type(name))
# 列表嵌套
name_list = [[1,2,"haha"],[4,5,True]]
print(name_list)
print(type(name_list))

注意:列表可以一次存储多个数据,且可以为不同的数据类型,支持嵌套

列表(list)的下标索引:

我们可以通过下标索引的方式找到列表中特定位置的元素。

比如:

python 复制代码
# 列表索引
my_list = ["tom","jack","lihua"]
print(my_list[0]) # 结果为tom
print(my_list[1]) # 结果为jack
print(my_list[2]) #结果为lihua

或者可以反向索引,也就是从后向前:从-1开始,依次递减(-1、-2、-3....)

比如:

python 复制代码
my_list = ["tom","jack","lihua"]
print(my_list[-3]) # 结果为tom
print(my_list[-2]) # 结果为jack
print(my_list[-1]) #结果为lihua

嵌套索引的下标索引:

比如:

python 复制代码
# 嵌套列表的下标索引
name_list = [[1,2,"haha"],[4,5,True]]
print(name_list[1][2]) # 结果为True
print(name_list[0][2]) # 结果为haha

需要注意的是不要超出下标索引的范围,超出范围无法取出元素,会造成越界。

列表的常用操作:

列表除了可以定义和使用下标索引获取值,此外还有一系列功能:

1、插入元素

2、删除元素

3、清空元素

4、修改元素

5、统计元素个数

等等,这些功能统称为列表的方法

1、列表的查询功能

查询指定元素在列表中的下标,如果找不到,报错ValueError

语法:

列表.index(元素)

index就是列表对象(变量)内置的方法(函数)

python 复制代码
# 查询下标索引
name = ['python','c','c++','java']
index = name.index("python")
print(f"python在列表中的下标索引为{index}")
# 如果被查找元素不存在,则会报错
index = name.index("javascript")
print(f"python在列表中的下标索引为{index}")

2、列表的修改功能

修改特定位置(索引)的元素值:

语法:列表[下标]=值

可以使用如上语法,直接对指定下标(正向、或反向均可)的值进行重新赋值

python 复制代码
# 修改特定位置元素值
my_list = [1,2,3,4]
my_list[0] = 8
print(my_list)
my_list[-1] = 6
print(my_list)

插入元素:

语法:列表.insert(下标,元素),在指定的下标位置,插入指定的元素

python 复制代码
# 插入元素
my_list = [1,2,3,4]
my_list.insert(2,'haha')
print(my_list)

追加元素:

语法:列表.append(元素),将指定元素,追加到列表的尾部

python 复制代码
# 追加元素
my_list = [1,2,3,4]
my_list.append(4) # 结果:[1,2,3,4,4]
print(my_list)
my_list.append([5,5,6])
print(my_list) #结果:[1, 2, 3, 4, 4, [5, 5, 6]]

追加方式2:

语法2:列表.extend(其他数据容器),将其他数据容器内容取出,以此追加到列表尾部

python 复制代码
# 追加一批元素
my_list = [1,2,3,4]
my_list.extend([4,5,6])
print(my_list) #结果为:[1, 2, 3, 4, 4, 5, 6]

删除元素:

语法1:del列表[下标]

语法2:列表.pop(下标)

python 复制代码
# 删除元素
my_list = [1,2,3,4]
# 方式1:
del my_list[0]
print(my_list) #结果为:[2, 3, 4]
# 方式2:
my_list.pop(0)
print(my_list) #结果为:[3, 4]

删除某元素在列表中的第一个匹配项:

语法:列表.remove(元素)

python 复制代码
my_list = [1,2,3,2]
my_list.remove(2)
print(my_list) # 结果为:[1, 3, 2]

清空列表内容:

语法: 列表.clear()

python 复制代码
# 清空列表内容
my_list = [1,2,3,2]
my_list.clear()
print(my_list)

统计某元素在列表中的数量:

语法:列表.count(元素)

python 复制代码
# 统计2在列表中的次数
my_list = [1,2,3,2]
num = my_list.count(2)
print(num)

统计列表内,有多少元素:

语法:len(列表)

python 复制代码
# 统计列表内,有多少元素
my_list = [1,2,3,2]
count = len(my_list)
print(count)

列表的特点:

1、可以容纳多个元素(上限为2**63-1个)

2、可以容纳不同类型的元素

3、数据是有序存储的

4、允许重复数据存在

5、可以修改

list(列表)的遍历

既然数据容器可以存储多个元素,那么,就会有需求从容器内依次取出元素进行操作。将容器内的元素依次取出进行处理的行为,称之为:遍历、迭代。

列表的遍历-while循环

通过定义一个从0开始的下标变量,循环条件为 下标值<列表中元素数量来实现遍历。

index = 0

while index < len(列表):

元素 = 列表[index]

对元素进行处理

index +=

python 复制代码
def list_while_func():
    """
    使用while循环遍历列表的演示函数
    :return:
    """
    my_list = ["python","java","c++","javascript","go"]
    index = 0;
    while index < len(my_list):
        element = my_list[index]
        print(f"列表的元素:{element}")
        index += 1
list_while_func()

列表的遍历-for循环

除了while循环,python中还有另一种循环的形式:for循环。对比while,for循环更加适合对列表等数据容器进行遍历

语法:

for 临时变量 in数据容器:

对临时变量进行处理

表示从容器内,依次取出元素并赋值到临时变量上。在每一次的循环中,我们可以对临时变量进行处理。

python 复制代码
def list_for_func():
    """
    使用for循环遍历列表的演示函数
    :return:
    """
    my_list = ["python","java","c++","javascript","go"]
    for element in my_list:
        print(f"列表的元素:{element}")
list_for_func()

while循环与for循环的对比:

1、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

2、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

3、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

数据容器:tuple(元组)

因为列表是可以被修改的,如果想要传递的信息,不被篡改,列表是不合适的。而元组与列表最大的不同就在于:元组一旦定义完成,就不可修改。

元组定义:定义使用小括号,且使用逗号隔开各个数据,数据可以是不同的数据类型。

定义元组字面量

(元素,元素,......,元素)

定义元组变量

变量名称=(元素,元素,......,元素)

定义空元组

变量名称=( )

变量名称=tuple( )

python 复制代码
t1 = (1,"hehe",True)
t2=()
print(f"t1的类型:{type(t1)}")
print(f"t1的类型:{type(t2)}")
t3 = ("haha",) #元组中只有一个数据,这个数据后面添加逗号,否则类型变为str
# 元组嵌套
t = ((1,2,3),(4,5,6))
print(f"t的类型:{type(t)},内容是:{t}")

元组(tuple)的下标索引:

python 复制代码
t = ((1,2,3),(4,5,6))
print(f"t的类型:{type(t)},内容是:{t}")
# 元组索引
print(t[1][2])

元组的相关操作:

|----|---------|--------------------------|
| 编号 | 方法 | 作用 |
| 1 | index() | 查找某个数据,如果数据存在返回对应下标,否则报错 |
| 2 | count() | 统计某个数据在当前元组出现的次数 |
| 3 | len() | 统计元组内的元素个数 |

python 复制代码
# 根据index(),,查找第一个特定元素的匹配项
t1 = (1,2,"hehe",3,4,"hehe")
index = t1.index("hehe")
print(index) #结果为2
# 统计某个元素在元组中的个数
count = t1.count("hehe")
print(count) #结果为2
# 统计元组中元素个数
print(len(t1)) #结果为6

元组(tuple)的遍历

元组的遍历-while循环:

python 复制代码
# 元组的遍历-while循环
t1 = (1,2,"hehe",3,4,"hehe")
index = 0
while index < len(t1):
    print(f"元组的元素有:{t1[index]}")
    index += 1

元组的遍历-for循环:

python 复制代码
# 元组的遍历-for循环
t2 = (1,2,"hehe",3,4)
index = 0
for element in t2:
    print(f"元组的元素有:{element}")

注意事项:不可以修改元组内容,否则会直接报错;但是如果在元组中嵌套了一个列表,那么列表中的元素是可以修改的。

数据容器:str(字符串)

字符串是字符的容器,一个字符串可以存放任意数量的字符。

字符串的下标索引:

和其他容器如:列表、元组一样,字符串也可以通过下标进行访问。

· 从前往后,下标从0开始

· 从后向前,下标从-1开始

python 复制代码
# 字符串索引
str1 = "hello"
print(str1[0]) #结果为h

同元组一样,字符串是一个无法修改的数据容器。所以:

修改指定下标的字符、移除特定下标的字符、追加字符等均无法完成。如果必须要做,只能得到一个新字符串,旧的字符串无法修改。

字符串的常用操作:

1、查找特定字符串的相关索引值。

语法:字符串.index(字符串)

python 复制代码
# 字符串查找特定元素的下标
str1 = "hello word"
index = str1.index("hello")
print(index) # 结果是字符串第一个元素的位置

2、字符串的替换

语法:字符串.replace(字符串1,字符串2)

功能:将字符串的全部:字符串1,替换为字符串2

注意:不是修改字符串本身,而是得到了一个新的字符串

python 复制代码
# 字符串的替换
str1 = "hello word"
new_str1 = str1.replace("h","H")
print(new_str1) #结果为:Hello word

3、字符串的分割

语法:字符串.split(分隔符字符串)

功能:将按照指定的分隔符字符串,将字符串划分为多个字符串,并存入列表对象中。

注意:字符串本身不变,而是得到了一个列表对象

python 复制代码
# 字符串分割
str1 = "hehe haha xixi"
list1 = str1.split(" ")
print(f"将字符串{str1}进行分割后得到{list1},它的类型为:{type(list1)}")
# 运行结果:将字符串hehe haha xixi进行分割后得到['hehe', 'haha', 'xixi'],它的类型为:<class 'list'>

4、字符串的规整操作(去前后空格)

语法:字符串.strip()

python 复制代码
# 字符串规整操作,去前后空格
str1 = " hello word "
print(str1.strip())

5、字符串的规整操作(去前后指定字符串)

语法:字符串.strip(字符串)

python 复制代码
# 字符串的规整操作(去前后指定字符串)
str1 = "12@hello word@21"
print(str1.strip("12@"))

6、统计字符串中某个元素的个数

语法:字符串.count(字符)

python 复制代码
str1 = "hello word"
count = str1.count("o")
print(count) # 结果为2

7、统计字符串长度

语法:len(字符串)

python 复制代码
# 统计字符串长度
str1 = "hello word"
count = len(str1)
print(count) #结果为10

作为数据容器,字符串有如下特点:

1、只可以存储字符串

2、长度任意

3、支持下标索引

4、允许重复字符串存在

5、不可以修改

6、支持while、for循环

数据容器(序列)的切片

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

序列至此切片,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,留空是做截取到结尾

· 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表示每次跳过一个元素

· 步长n表示每次跳过n-1个元素

· 步长为负数表示,反向取(起始下标与结束下标也要反向标记)

注意:此操作不会影响序列本身,而是会得到一个新序列(元组和字符串不可修改)

python 复制代码
# 对list切片,从一到四,步长为1
my_list = [0,1,2,3,4,5,7]
result1 = my_list[1:5]
print(result1)
# 对元组进行切片,从头开始到位结束,步长为-2
my_tuple = [0,1,2,3,4,5,6]
result2 = my_tuple[::-2]
print(result2)
python 复制代码
# 案例:万过薪月,员序程马黑来,nohtyp学
# 1、倒序字符串,切片取出或切片取出,然后倒序
str1 = "万过薪月,员序程马黑来,nohtyp学"
str2= str1[::-1][9:14]
print(str2)
str3 = "万过薪月,员序程马黑来,nohtyp学"
str4 = str1[5:10][::-1]
print(str4)
# 2、split分割","replace替换来为空,倒序字符串
str5 = "万过薪月,员序程马黑来,nohtyp学"
str6 = str5.split(",")[1].replace("来","")[::-1]
print(str6)

数据容器:set(集合)

集合是不支持重复元素的,会对重复元素进行去重操作、并且内容无序。

基本语法:

定义集合字面量

{元素,元素,......,元素}

定义集合变量

变量名称={元素,元素,......,元素}

定义空集合

变量名称=set( )

python 复制代码
set1 = {"haha","hehe","xixi","haha"}
print(f"set1的内容为:{set1},类型:{type(set1)}") #set1的内容为:{'haha', 'hehe', 'xixi'},类型:<class 'set'>
set2 = set() # 空集合

集合的常用操作:

首先,因为集合是无序的,所以不支持下标索引访问。但是集合和列表一样,是允许修改的,因此我们来看集合的修改方法。

1、添加新元素

语法:集合.add(元素)。将指定元素添加到集合内

结果:集合本身被修改,添加了新元素

python 复制代码
# 给集合添加元素
my_set = {"haha","hehe","xixi"}
my_set.add("python")
print(my_set)# 结果为:{'hehe', 'haha', 'python', 'xixi'}是无序的

2、移除元素

语法:集合.remove(元素)。将指定元素从集合中删除

结果:集合本身被修改,删除了指定元素

python 复制代码
my_set = {"haha","hehe","xixi"}
my_set.remove("haha")
print(my_set) #结果为:{'hehe', 'xixi'}

3、随机取出一个元素

语法:集合.pop( )。将元素从集合中随机删除

结果:会得到一个元素的结果。同时集合本身被修改

python 复制代码
# 随机取出一个元素
my_set = {"haha","hehe","xixi"}
pop_set = my_set.pop()
print(f"随机取出的元素为{pop_set},集合中的元素为{my_set}") #随机取出的元素为haha,集合中的元素为{'hehe', 'xixi'}

4、清空集合

语法:集合.clear( )

python 复制代码
#清空集合
my_set = {"haha","hehe","xixi"}
my_set.clear()
print(my_set)

5、取出两个集合的差集

语法:集合1.difference(集合2),功能:取出集合1与集合2的差集(集合1有而集合2没有的)

结果:得到一个新集合,集合1与集合2不变

python 复制代码
# 两个集合的差集
my_set1 = {1,3,5}
my_set2 = {1,4,6}
new_set = my_set1.difference(my_set2)
print(new_set) # 结果:{3, 5}
print(my_set1) # 结果:{1, 3, 5}
print(my_set2) # 结果:{1, 4, 6}

6、消除两个集合的差集

语法:集合1.difference_update(集合2)

功能:对比集合1和集合2,在集合1内,删除和集合2相同的元素

结果:集合1被修改,集合2不变

python 复制代码
# 消除两个集合的差集
my_set1 = {1,3,5}
my_set2 = {1,4,6}
my_set1.difference_update(my_set2)
print(my_set1) # 结果:{3, 5}
print(my_set2) # 结果:{1, 4, 6}

7、两个集合合并为一个

语法:集合1.union(集合2)

功能:将集合1和集合2组成新集合

结果:得到新集合,集合1和集合2不变

python 复制代码
# 两个集合合并为一个
my_set1 = {1,3,5}
my_set2 = {1,4,6}
new_set = my_set1.union(my_set2)
print(new_set) #结果为:{1, 3, 4, 5, 6}
print(my_set1) #结果为:{1, 3, 5}
print(my_set2) #结果为:{1, 4, 6}

8、统计集合数量

语法:len(集合)

python 复制代码
my_set = {1,2,3,4,5,6}
num = len(my_set)
print(num)

集合(set)的遍历

因为集合不支持下标索引,所以不能用while循环,但可以使用for循环

python 复制代码
# for循环
my_set = {1,2,3,4,5,6}
for element in my_set:
    print(f"集合中的元素有:{element}")

数据容器:dict(字典、映射)

通过字典,我们可以通过用key取value的操作。

字典的定义,同样使用{},不过存储的元素是一个个的:键值对,如下语法:

定义字典字面量

{key:value,key:value,......,key:value}

定义字典变量

变量名={key:value,key:value,......,key:value}

定义空字典

变量名={}

变量名=dict( )

字典同样不支持key的重复,如果重复,第一个key会被覆盖掉。

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

语法:字典[key]可以取到对应的value

python 复制代码
my_dict = {"张三":99,"李四":88,"王二":77}
print(f"字典的内容为:{my_dict},类型:{type(my_dict)}")
score = my_dict["张三"]
print(score) # 99

字典的嵌套

字典的key和value可以是任意类型(key不可以为字典)

那么,就表明,字典是可以嵌套的

python 复制代码
score_dict = {
    "张三":{
        "语文":77,
        "数学":66,
        "英语":33
    },"李四":{
        "语文":88,
        "数学":86,
        "英语":55
    },"王二":{
        "语文":99,
        "数学":96,
        "英语":66
    }
}
print(f"学生的考试信息:{score_dict}")

字典(dict)的常用操作:

1、新增元素

语法:字典[key]=value,字典被修改,新增了元素

python 复制代码
my_dict = {"张三":99,"李四":88,"王二":77}
my_dict["麻子"] = 67
print(my_dict) #{'张三': 99, '李四': 88, '王二': 77, '麻子': 67

语法:字典[key]=value,字典被修改,元素被更新

注意:字典key不可以重复,所以对已经存在的key执行上述操作,就是更新value值

python 复制代码
# 更新元素
my_dict = {'张三': 99, '李四': 88, '王二': 77, '麻子': 67}
my_dict["麻子"] = 68
print(my_dict) #{'张三': 99, '李四': 88, '王二': 77, '麻子': 68}

3、删除元素

语法:字典.pop(key),结果:获得指定key的value,同时字典被修改,指定key的数据被删除

python 复制代码
# 删除元素
my_dict = {'张三': 99, '李四': 88, '王二': 77, '麻子': 67}
score = my_dict.pop("麻子")
print(f"字典被移除一个元素,结果{my_dict},麻子的分数:"{score}")

4、清空元素

语法:字典.clear( )

5、获取全部的key

语法:字典.keys( )

结果:得到字典中的全部key

python 复制代码
# 取出全部key
my_dict = {'张三': 99, '李四': 88, '王二': 77, '麻子': 67}
keys = my_dict.keys()
print(keys) #dict_keys(['张三', '李四', '王二', '麻子'])

6、字典内元素数量

语法:len(字典变量名)

python 复制代码
# 字典中元素数量
my_dict = {'张三': 99, '李四': 88, '王二': 77, '麻子': 67}
num = len(my_dict)
print(num)

字典(dict)的遍历:

python 复制代码
my_dict = {'张三': 99, '李四': 88, '王二': 77, '麻子': 67}
num = len(my_dict)
print(num)
# 取出全部key
my_dict = {'张三': 99, '李四': 88, '王二': 77, '麻子': 67}
keys = my_dict.keys()
for key in keys:
    print(f"字典的key是:{key}")
    print(f"字典的value是:{my_dict[key]}")
python 复制代码
emp_dict = {
    "马云":{
        "部门":"科技部",
        "薪资":3000,
        "级别":1
    },"李彦宏":{
        "部门":"市场部",
        "薪资":5000,
        "级别":2
    },"刘强东":{
        "部门":"市场部",
        "薪资":7000,
        "级别":4
    },"张一鸣":{
        "部门":"科技部",
        "薪资":4000,
        "级别":1
    }
}
for name in emp_dict:
    if emp_dict[name]["级别"] == 1:
        info_emp_dict = emp_dict[name]
        info_emp_dict["级别"] = 2
        info_emp_dict["薪资"] += 1000
        emp_dict[name]=info_emp_dict
print(f"升职加薪后的结果为:{emp_dict}")

数据容器的通用操作

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while循环。

除了下标索引这个共性以外,还可以同哟个类型转换。比如list(容器)-将给定容器转换为列表、set(容器)-将给定容器转换为集合等等。

通用排序功能:

sorted(容器,[reverse=True])

将给定容器进行排序

python 复制代码
my_list = [1,4,6,8,2,3]
print(f"列表的排序结果:{sorted(my_list,reverse=True)}") # 反向排序
print(f"列表的排序结果:{sorted(my_list)}")
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