第 5 章：组合数据类型
组合数据类型可将多个相同或不同类型的数据组织为整体，分为序列类型（字符串、列表、元组）、集合类型和映射类型（字典）三类，能让数据表示更清晰，提升开发效率。
5.1 核心特性区分
- 序列类型：支持双向索引（正向从 0 开始，反向从 - 1 开始），元素有序。
- 集合类型：元素无序、唯一，仅接收不可变类型元素（如整型、字符串、元组）。
- 映射类型：以键值对存储，键唯一且不可变，通过键快速映射值。
5.2 列表（list）
列表是灵活的序列类型，支持增删改查，用[]或list()函数创建。
核心操作示例
python
# 创建列表
list1 = [1, "python", 3.14]
list2 = list("hello")
# 访问元素
print(list1[0])
print(list2[1:4])
# 添加元素
list1.append(4)
list1.extend([5,6])
list1.insert(1, "new")
# 排序与逆置
list3 = [3,1,4,2]
list3.sort()
list3.reverse()
# 删除元素
del list3[0]
list3.remove(2)
list3.pop()
# 列表推导式
list4 = [x*2 for x in range(5) if x%2==0]输出:
5.3 元组（tuple）
元组元素不可修改，用()或tuple()函数创建，元素类型和个数无限制。
核心操作示例
python
# 创建元组（单元素需加逗号）
tuple1 = (1,)
tuple2 = (2, "test", (3,4))
tuple3 = tuple([5,6,7])
# 访问元素
print(tuple2[1])
print(tuple3[0:2])
# 循环遍历
for item in tuple2:
print(item)输出:
5.4 集合（set）
集合元素无序且唯一，用{}或set()函数创建，仅接收不可变类型元素。
核心操作示例
python
# 创建集合（空集合需用set()）
set1 = {1,2,3,3} # 自动去重
set2 = set([4,5,6])
# 增删元素
set1.add(4)
set1.remove(2)
set1.discard(5) # 元素不存在时不报错
# 集合推导式
set3 = {x for x in range(10) if x%3==0}
# 集合关系判断,看有没有共同元素
print(set1.isdisjoint(set2))
5.5 字典（dict）
字典是映射类型，以键:值对存储，用{}或dict()函数创建，键唯一且不可变。
核心操作示例
python
# 创建字典
dict1 = {"name":"张三", "age":18}
dict2 = dict.fromkeys(["a","b"], 0)
# 访问元素
print(dict1["name"])
print(dict1.get("gender", "男")) # 不存在时返回默认值
# 增删改
dict1["gender"] = "男"
dict1.update(age=20)
dict1.pop("gender")
# 字典推导式
dict3 = {k:v*2 for k,v in dict1.items()}
5.6 组合数据类型运算符
+：字符串、列表、元组的拼接
python
print([1,2] + [3,4]) # 输出[1,2,3,4]*：字符串、列表、元组的整数倍拼接
python
print("ab" * 3) # 输出"ababab"in/not in：判断元素是否存在
python
print(2 in {1,2,3}) # 输出True第 6 章：函数
函数是组织好的代码段，实现单一或相关功能，可重复调用，能提升代码重用性和维护性。
6.1 函数定义与调用
python
# 定义函数（带参数和返回值）
def add(a, b):
return a + b
# 调用函数
result = add(3, 5)
print(result) # 输出8
# 嵌套调用
def calculate(a, b):
def multiply(x, y):
return x * y
return add(a, b) + multiply(a, b)
print(calculate(2, 3)) # 输出2+3 + 2*3 = 11
6.2 函数参数传递
python
# 位置参数
def get_max(x, y):
return x if x > y else y
print(get_max(4, 7)) # 输出7
# 默认参数
def connect(ip, port=8080):
print(f"{ip}:{port}")
connect("127.0.0.1") # 输出127.0.0.1:8080
# 打包与解包
def test(*args, **kwargs):
print(args) # 元组形式接收位置参数
print(kwargs) # 字典形式接收关键字参数
test(1,2, name="李四", age=22)
nums = (3,4)
test(*nums) # 解包元组
6.3 变量作用域与特殊函数
python
# 全局变量与局部变量
global_var = 10
def func():
local_var = 20
global global_var
global_var += 5 # 修改全局变量
func()
print(global_var) # 输出15
# 递归函数（计算阶乘）
def factorial(n):
if n == 1:
return 1
return n * factorial(n-1)
print(factorial(5)) # 输出120
# 匿名函数
square = lambda x: x**2
print(square(6)) # 输出36
第 7 章：文件与数据格式化
文件用于持久化存储数据，分为文本文件和二进制文件，支持读写、目录管理等操作，数据格式化可实现不同维度数据的规范存储。
7.1 文件基础操作
python
# 打开与关闭文件（with语句自动关闭）
with open("test.txt", "w", encoding="utf-8") as f:
f.write("Python文件操作")
# 读取文件
with open("test.txt", "r", encoding="utf-8") as f:
print(f.readline()) # 读取一行
print(f.read()) # 读取剩余内容
# 定位读写
with open("test.txt", "rb") as f:
f.seek(3, 0) # 从文件开头偏移3字节
print(f.tell()) # 获取当前读写位置
7.2 目录管理（os 模块）
python
import os
# 获取当前目录
print(os.getcwd())
# 创建与删除目录
os.mkdir("new_dir")
os.rmdir("new_dir")
# 重命名文件
os.rename("test.txt", "demo.txt")
# 获取目录下文件列表
print(os.listdir("."))
7.3 数据格式化（JSON）
python
import json
# Python对象转JSON字符串
data = {"name":"张三", "age":18, "hobbies":["读书","运动"]}
json_str = json.dumps(data)
print(json_str)
# JSON字符串转Python对象
new_data = json.loads(json_str)
print(new_data["hobbies"]) # 输出["读书","运动"]第 8 章：面向对象
面向对象编程将事物抽象为对象，封装属性和方法，通过继承、多态等特性实现代码复用和扩展。
属性 属性按声明的方式可以分为两类：类属性和实例属性。
**1）类属性 : **
- 声明在类内部、方法外部的属性。
- 可以通过类或对象进行访问，但只能通过类进行修改。
**2）实例属性: **
- 实例属性是在方法内部声明的属性。
- Python支持动态添加实例属性。
方法 Python中的方法按定义方式和用途可以分为三类：实例方法、类方法和静态方法。
1）实例方法
-
形似函数，但它定义在类内部。
-
以self为第一个形参，self参数代表对象本身。
-
只能通过对象调用。
2）类方法
-
类方法是定义在类内部
-
使用装饰器@classmethod修饰的方法第一个参数为cls，代表类本身
-
可以通过类和对象调用
3）静态方法
- 静态方法是定义在类内部
- 使用装饰器@staticmethod修饰的方法
- 没有任何默认参数
8.1 类与对象
面向对象编程有两个非常重要的概念：类和对象。 对象映射现实中真实存在的事物，如一本书。 具有相同特征和行为的事物的集合统称为类。 对象是根据类创建的，一个类可以对应多个对象。 类是对象的抽象，对象是类的实例。
python
# 定义类
class Car:
wheels = 4 # 类属性
def __init__(self, color):
self.color = color # 实例属性
def drive(self):
print(f"{self.color}的车在行驶")
# 创建对象与调用
car1 = Car("红色")
print(car1.wheels) # 访问类属性
car1.drive() # 调用实例方法
8.2 继承与重写
python
# 单继承
class Cat(object):
def __init__(self,color):
self.color = color
def walk(self):
print('猫步')
class ScottishFold(Cat):
pass
fold = ScottishFold('灰色')
print(f'{fold.color}的折耳猫')
fold.walk()
# 多继承
class House(object):
def live(self):
print('供人居住')
def abc(self):
print('123')
class drive(object):
def car(self):
print('开车')
def abc(self):
print('456')
class son(House,drive):
pass
tc=son()
tc.live()
tc.abc()
tc.car()
8.3 封装与多态
python
# 封装（私有属性与公开接口）
class Person:
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.__age = age # 私有属性
def get_age(self):
return self.__age
# 多态
class Cat:
def shout(self):
print("喵喵喵")
class Dog:
def shout(self):
print("汪汪汪")
def animal_shout(animal):
animal.shout()
animal_shout(Cat())
animal_shout(Dog())第 9 章：异常
异常是程序运行时的错误，通过捕获和处理可避免程序终止，支持自定义异常满足特定需求。
9.1 异常捕获
python
# try-except捕获异常
try:
num1 = int(input("请输入被除数："))
num2 = int(input("请输入除数："))
print(num1 / num2)
except ZeroDivisionError:
print("除数不能为0")
except ValueError:
print("请输入有效数字")
finally:
print("计算结束")
9.2 抛出与自定义异常
python
# 主动抛出异常
def check_password(pwd):
if len(pwd) < 6:
raise ValueError("密码长度不能小于6位")
try:
check_password("12345")
except ValueError as e:
print(e)
# 自定义异常
class ShortPwdError(Exception):
pass
try:
if len(input("请输入密码：")) < 6:
raise ShortPwdError("密码过短")
except ShortPwdError as e:
print(e)ally:
print("计算结束")
[外链图片转存中...(img-93luxhBd-1767171323351)]
## 9.2 抛出与自定义异常
```python
# 主动抛出异常
def check_password(pwd):
if len(pwd) < 6:
raise ValueError("密码长度不能小于6位")
try:
check_password("12345")
except ValueError as e:
print(e)
# 自定义异常
class ShortPwdError(Exception):
pass
try:
if len(input("请输入密码：")) < 6:
raise ShortPwdError("密码过短")
except ShortPwdError as e:
print(e)