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Python基础语法(3)下

article 2024/11/15 10:21:15

列表和元组

列表是什么，元组是什么

编程中，经常需要使用变量，来保存/表示数据。变量就是内存空间，用来表示或者存储数据。

如果代码中需要表示的数据个数比较少，我们直接创建多个变量即可。

num1 = 10

num2 = 20

num3 = 30

......

但是有的时候，代码中需要表示的数据特别多，甚至也不知道要表示多少个数据。这个时候，就需要用到列表。

列表是一种让程序猿在代码中批量表示/保存数据的方式

就像我们去超市买辣条，如果就只是买一两根辣条，那咱们直接拿着辣条就走了，但是如果一次买个十根八根的，这个时候用手拿就不好拿，超市老板就会给我们个袋子，这个袋子，就相当于列表。

列表和元组，大部分的功能都是差不多的，但有有一个功能是非常明显的区别：列表是可变的（创建好了之后，随时能改），元组是不可变的（创建好了之后，改不了，要想改，只能丢弃旧的，弄个新的）。

元组和列表相比，是非常相似的，只是列表中放哪些元素可以修改调整，元组中放的元素是创建元组的时候就设定好的，不能修改调整。

列表就是买散装辣条，装好了袋子之后，随时可以把袋子打开，再往里多加辣条或者拿出去一些辣条。元组就是买包装辣条, 厂家生产好了辣条之后，一包就是固定的这么多，不能变动了

创建列表

创建列表主要有两种方式，[ ] 表示一个空的列表

alist = [ ]

alist = list()

print(type(alist))

如果需要往里面设置初始值，可以直接写在 [ ] 当中

可以直接使用 print 来打印 list 中的元素内容

alist = [1, 2, 3, 4]

print(alist)

列表中存放的元素允许是不同的类型(这一点和 C++ Java 差别较大)

alist = [1, 'hello', True]

print(alist)

因为 list 本身是 Python 中的内建函数，不宜再使用 list 作为变量名，因此命名为 alist

访问下标

可以通过下标访问操作符 [ ] 来获取到列表中的任意元素，我们把 [ ] 中填写的数字，称为下标或者索引

alist = [1, 2, 3, 4]

print(alist[2])

注意：下标是从 0 开始计数的，因此下标为 2，则对应着 3 这个元素，从C语言开始，后世的各种语言，下标都是从0开始计数的。

通过下标不光能读取元素内容，还能修改元素的值

alist = [1, 2, 3, 4]

alist[2] = 100

print(alist)

如果下标超出列表的有效范围，会抛出异常

alist = [1, 2, 3, 4]

print(alist[100])

因为下标是从 0 开始的，因此下标的有效范围是 [0, 列表长度 - 1]。使用 len 函数可以获取到列表的元素个数，和获取字符串长度是一个len函数。len可以传字符串、列表、元组、字典、自定义的类......

alist = [1, 2, 3, 4]

print(len(alist))

下标可以取负数，表示 "倒数第几个元素"

alist = [1, 2, 3, 4]

print(alist[3])

print(alist[-1])

alist[-1] 相当于 alist[len(alist) - 1]

切片操作

通过下标操作是一次取出里面第一个元素，通过切片，则是一次取出一组连续的元素，相当于得到一个子列表使用 [ : ] 的方式进行切片操作

alist = [1, 2, 3, 4]

print(alist[1:3])

alist[1:3] 中的 1:3 表示的是 [1, 3) 这样的由下标构成的前闭后开区间

也就是从下标为 1 的元素开始(2)，到下标为 3 的元素结束(4)，但是不包含下标为 3 的元素

所以最终结果只有 2、3

切片操作中可以省略前后边界

alist = [1, 2, 3, 4]

print(alist[1:]) # 省略后边界, 表示获取到列表末尾

print(alist[:-1]) # 省略前边界, 表示从列表开头获取

print(alist[:]) # 省略两个边界, 表示获取到整个列表

切片操作还可以指定 "步长"，也就是 "每访问一个元素后，下标自增几步"

alist = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]

print(alist[::1])

print(alist[::2])

print(alist[::3])

print(alist[::5])

切片操作指定的步长还可以是负数，此时是从后往前进行取元素，表示 "每访问一个元素之后，下标自减几步"

alist = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]

print(alist[::-1])

print(alist[::-2])

print(alist[::-3])

print(alist[::-5])

如果切片中填写的数字越界了，不会有负面效果，只会尽可能的把满足条件的元素过去到

alist = [1, 2, 3, 4]

print(alist[100:200])

遍历列表元素 "遍历" 指的是把元素一个一个的取出来，再分别进行处理

a = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,0]
print(a[1:-1:2])

这种是带有步长的切片操作

最简单的办法就是使用 for 循环

alist = [1, 2, 3, 4]

for elem in alist:

print(elem)

也可以使用 for 按照范围生成下标，按下标访问

alist = [1, 2, 3, 4]

for i in range(0, len(alist)):

print(alist[i])

还可以使用 while 循环，手动控制下标的变化

alist = [1, 2, 3, 4]

i = 0

while i len(alist):

print(alist[i])

i += 1

切片操作是一个比较高效的操作，进行切片的时候，只是取出原有列表中的一个部分，并不涉及到“数据的拷贝”。

新增元素

使用 append 方法，向列表末尾插入一个元素(尾插)

alist = [1, 2, 3, 4]

alist.append('hello')

print(alist)

使用 insert 方法, 向任意位置插入一个元素

insert 第一个参数表示要插入元素的下标.

alist = [1, 2, 3, 4]

alist.insert(1, 'hello')

print(alist)

PS: 什么是 "方法" (method)

方法其实就是函数，只不过函数是独立存在的, 而方法往往要依附于某个 "对象"

像上述代码 alist.append，append 就是依附于 alist，相当于是 "针对 alist 这个列表，进行尾插操作"

查找元素

使用 in 操作符，判定元素是否在列表中存在，返回值是布尔类型

alist = [1, 2, 3, 4]

print(2 in alist)

print(10 in alist)

使用 index 方法，查找元素在列表中的下标，返回值是一个整数，如果元素不存在，则会抛出异常

alist = [1, 2, 3, 4]

print(alist.index(2))

print(alist.index(10))

删除元素

使用 pop 方法删除最末尾元素

alist = [1, 2, 3, 4]

alist.pop()

print(alist)

pop 也能按照下标来删除元素

alist = [1, 2, 3, 4]

alist.pop(2)

print(alist)

使用 remove 方法，按照值删除元素

alist = [1, 2, 3, 4]

alist.remove(2)

print(alist)

连接列表

使用 + 能够把两个列表拼接在一起

此处的 + 结果会生成一个新的列表，而不会影响到旧列表的内容

alist = [1, 2, 3, 4]

blist = [5, 6, 7]

print(alist + blist)

使用 extend 方法，相当于把一个列表拼接到另一个列表的后面

a.extend(b)，是把 b 中的内容拼接到 a 的末尾，不会修改 b，但是会修改 a

alist = [1, 2, 3, 4]

blist = [5, 6, 7]

alist.extend(blist)

print(alist)

print(blist)

关于元组

元组的功能和列表相比, 基本是一致的

元组使用 ( ) 来表示

atuple = ( )

atuple = tuple()

元组不能修改里面的元素，列表则可以修改里面的元素

因此，像读操作，比如访问下标、切片、遍历、in、index、+ 等，元组也是一样支持的

但是，像写操作，比如修改元素、新增元素、删除元素、extend 等，元组则不能支持

另外，元组在 Python 中很多时候是默认的集合类型。例如，当一个函数返回多个值的时候

def getPoint():

return 10, 20

result = getPoint()

print(type(result))

此处的 result 的类型，其实是元组

问题来了，既然已经有了列表，为啥还需要有元组?

元组相比于列表来说，优势有两方面：

你有一个列表，现在需要调用一个函数进行一些处理。但是你有不是特别确认这个函数是否会把你的列表数据弄乱，那么这时候传一个元组就安全很多。

我们马上要讲的字典，是一个键值对结构，要求字典的键必须是 "可hash对象" (字典本质上也是一个hash表)，而一个可hash对象的前提就是不可变。因此元组可以作为字典的键，但是列表不行。

小结

列表和元组都是日常开发最常用到的类型，最核心的操作就是根据 [ ] 来按下标操作，在需要表示一个 "序列" 的场景下，就可以考虑使用列表和元组。如果元素不需要改变，则优先考虑元组，如果元素需要改变，则优先考虑列表。

字典

字典是什么

字典是一种存储键值对的结构

啥是键值对? 这是计算机/生活中一个非常广泛使用的概念

把键(key) 和值(value) 进行一个一对一的映射，然后就可以根据键，快速找到值

举个栗子，学校的每个同学，都会有一个唯一的学号

知道了学号，就能确定这个同学

此处 "学号" 就是 "键"，这个 "同学" 就是 "值"

创建字典

创建一个空的字典，使用 { } 表示字典

a = { }

b = dict()

print(type(a))

print(type(b))

也可以在创建的同时指定初始值

键值对之间使用、分割、键和值之间使用 : 分割 (冒号后面推荐加一个空格)

使用 print 来打印字典内容

student = { 'id': 1, 'name': 'zhangsan' }

print(student)

为了代码更规范美观，在创建字典的时候往往会把多个键值对，分成多行来书写

student = { 'id': 1, 'name': 'zhangsan' }

最后一个键值对，后面可以写，也可以不写

student = { 'id': 1, 'name': 'zhangsan', }

查找 key

使用 in 可以判定 key 是否在字典中存在，返回布尔值

student = { 'id': 1, 'name': 'zhangsan', }

print('id' in student)

print('score' in student)

使用 [ ] 通过类似于取下标的方式，获取到元素的值，只不过此处的 "下标" 是 key(可能是整数，也可能是字符串等其他类型)

student = { 'id': 1, 'name': 'zhangsan', }

print(student['id'])

print(student['name'])

如果 key 在字典中不存在，则会抛出异常

student = { 'id': 1, 'name': 'zhangsan', }

print(student['score'])

新增/修改元素

使用 [ ] 可以根据 key 来新增/修改 value，如果 key 不存在，对取下标操作赋值，即为新增键值对

student = { 'id': 1, 'name': 'zhangsan', }

student['score'] = 90

print(student)

如果 key 已经存在，对取下标操作赋值，即为修改键值对的值