Python学习之旅：入门阶段（七）数据结构

在 Python 编程的学习过程中，数据结构就像是一个个特殊的容器，我们用它们来存储和组织数据。不同的数据结构有不同的特点和用途，就好比生活中的不同容器，有的适合装液体，有的适合装固体。掌握好数据结构，能让我们更高效地处理和管理数据。接下来，就让我们一起认识 Python 中常见的数据结构。

一、列表（List）

（一）什么是列表

列表是 Python 中最常用的数据结构之一，它就像一个有序的篮子，可以装下各种不同类型的东西，比如数字、字符串、甚至是其他列表。在 Python 中，我们用方括号[]来表示列表。例如：

my_list = [1, 2, "apple", 3.14]

这个列表my_list里既有整数1和2，又有字符串"apple"，还有浮点数3.14 。

（二）列表的操作

1、访问列表元素

列表中的每个元素都有自己的位置编号，这个编号从 0 开始，我们把它叫做索引。通过索引，我们可以访问列表中的任意元素。例如：

my_list = [10, 20, 30, 40]
print(my_list[0])
print(my_list[2])

运行这段代码，会分别输出10和30，因为my_list[0]表示列表中的第一个元素，my_list[2]表示列表中的第三个元素。

2、修改列表元素

我们不仅可以通过索引访问列表元素，还能修改它们。比如：

my_list = ["red", "green", "blue"]
my_list[1] = "yellow"
print(my_list)

这里将列表中索引为 1（第二个元素）的"green"修改成了"yellow"，最后输出的列表就变成了["red", "yellow", "blue"]。

3、添加元素

想要往列表里添加元素，可以使用append()方法。这个方法会把新元素添加到列表的末尾。例如：

my_list = [1, 2, 3]
my_list.append(4)
print(my_list)

执行后，列表就变成了[1, 2, 3, 4] 。

4、删除元素

如果要删除列表中的某个元素，可以使用del语句。比如：

my_list = [10, 20, 30, 40]
del my_list[2]
print(my_list)

这里删除了列表中索引为 2（第三个元素）的30，最终列表变为[10, 20, 40] 。

二、元组（Tuple）

（一）什么是元组

元组和列表很相似，也是用来存储多个元素的。不过，元组一旦创建，里面的元素就不能再修改了，就像一个被密封的盒子。在 Python 中，用圆括号()来表示元组。例如：

my_tuple = (1, "apple", 3.14)

（二）元组的特点

因为元组不可修改，所以它在一些情况下比列表更安全。比如，当你不想让某些数据被意外修改时，就可以用元组来存储。元组也可以通过索引来访问元素，和列表的方式一样。例如：

my_tuple = (10, 20, 30)
print(my_tuple[1])

这里会输出20，表示访问元组中索引为 1（第二个元素）的值。

三、字典（Dictionary）

（一）什么是字典

字典就像一本特殊的字典，里面存储的是键值对。每个键都对应着一个值，就像字典里的单词对应着它的解释。在 Python 中，用花括号{}来表示字典。例如：

my_dict = {"name": "Alice", "age": 25, "city": "New York"}

在这个字典my_dict中，"name"、"age"、"city"是键，"Alice"、25、"New York"分别是它们对应的值。

（二）字典的操作

1、访问字典的值

通过键来访问字典中对应的值。例如：

my_dict = {"name": "Bob", "age": 30}
print(my_dict["name"])

运行后会输出"Bob"，因为my_dict["name"]表示获取键"name"对应的值。

2、添加和修改键值对

如果要添加一个新的键值对，或者修改已有的键值对，可以这样做：

my_dict = {"name": "Charlie"}
my_dict["age"] = 35
my_dict["name"] = "Charlie Brown"
print(my_dict)

这里先添加了一个新的键值对"age": 35，然后又修改了"name"对应的值。最后输出的字典是{"name": "Charlie Brown", "age": 35} 。

3、删除键值对

使用del语句可以删除字典中的键值对。例如：

my_dict = {"name": "David", "age": 40}
del my_dict["age"]
print(my_dict)

执行后，字典中"age"这个键值对被删除，剩下{"name": "David"} 。

四、集合（Set）

（一）什么是集合

集合是一个无序的、不包含重复元素的容器。在 Python 中，用花括号{}或者set()函数来创建集合。例如：

my_set = {1, 2, 3, 3, 4}
print(my_set)

这里虽然我们输入了两个3，但集合会自动去除重复的元素，所以输出的集合是{1, 2, 3, 4} 。

（二）集合的操作

1、添加元素

使用add()方法可以向集合中添加元素。例如：

my_set = {1, 2, 3}
my_set.add(4)
print(my_set)

执行后，集合就变成了{1, 2, 3, 4} 。

2、删除元素

用remove()方法可以删除集合中的元素。例如：

my_set = {1, 2, 3, 4}
my_set.remove(3)
print(my_set)

这里删除了集合中的3，输出的集合变为{1, 2, 4} 。

这些数据结构是 Python 编程的重要基础，它们各自有着独特的功能和用途。在实际编程中，我们需要根据具体的需求来选择合适的数据结构，这样才能更高效地解决问题。随着学习的深入，你会发现数据结构在处理各种复杂的数据时非常有用，它们能让我们的代码更加简洁、高效。