AI教你学Python ：详解Python元组与集合、字典基础和字符串操作（补充）
第一、元组与集合
1. 元组
元组是Python中一种数据结构，它与列表类似，但元组是不可变的，这意味着一旦创建，元组中的元素不能被更改。
1.1 创建元组
元组可以使用圆括号 () 创建。
示例代码：
# 创建一个空元组
empty_tuple = ()
# 创建一个包含多个元素的元组
fruits = ("苹果", "香蕉", "橙子")
# 创建一个单元素元组
single_tuple = ("苹果",) # 注意要加逗号
1.2 访问元组元素
可以通过索引访问元组中的元素，索引从0开始。
示例代码：
fruits = ("苹果", "香蕉", "橙子")
print(fruits[0]) # 输出: 苹果
print(fruits[1]) # 输出: 香蕉
1.3 元组的基本操作
- 连接元组：使用
+操作符。 - 重复元组：使用
*操作符。 - 切片：与列表相同。
示例代码：
tuple1 = (1, 2, 3)
tuple2 = (4, 5, 6)
# 连接元组
combined_tuple = tuple1 + tuple2
print(combined_tuple) # 输出: (1, 2, 3, 4, 5, 6)
# 重复元组
repeated_tuple = tuple1 * 3
print(repeated_tuple) # 输出: (1, 2, 3, 1, 2, 3, 1, 2, 3)
# 切片
print(tuple1[1:3]) # 输出: (2, 3)
2. 集合
集合是一个无序且不重复的数据集合。使用花括号 {} 或 set() 函数创建。
2.1 创建集合
示例代码：
# 使用花括号创建集合
fruits_set = {"苹果", "香蕉", "橙子"}
# 使用 set() 创建集合
numbers_set = set([1, 2, 3, 4])
2.2 集合的基本操作
- 添加元素：使用
add()方法。 - 删除元素：使用
remove()或discard()。 - 长度：使用
len()函数。
示例代码：
fruits_set.add("西瓜")
print(fruits_set) # 输出: {'苹果', '香蕉', '橙子', '西瓜'}
fruits_set.remove("香蕉")
print(fruits_set) # 输出: {'苹果', '橙子', '西瓜'}
print(len(fruits_set)) # 输出: 3
2.3 集合运算
集合支持很多数学运算，如并集、交集和差集。
示例代码：
set1 = {1, 2, 3}
set2 = {3, 4, 5}
# 并集
union_set = set1 | set2
print(union_set) # 输出: {1, 2, 3, 4, 5}
# 交集
intersection_set = set1 & set2
print(intersection_set) # 输出: {3}
# 差集
difference_set = set1 - set2
print(difference_set) # 输出: {1, 2}
3. 流程图
3.1 元组访问流程图
开始
|
创建元组
|
访问元素
|
判断索引有效性
|
是 --> 返回元素
|
否 --> 输出错误
|
结束
3.2 集合操作流程图
开始
|
创建集合
|
添加元素
|
删除元素
|
进行集合运算
|
输出结果
|
结束
4. 练习题
- 创建一个元组，包含5种水果的名称，并输出元组的第一个和最后一个元素。
- 创建一个集合，并进行添加和删除元素的操作，然后输出该集合的大小。
- 生成两个集合，分别包含1到10和5到15中的数字，并分别输出它们的并集和交集。
第二、字典基础
字典是一种可变的、无序的、包含键（key）和值（value）对的数据结构。
1. 创建字典
字典的创建使用花括号 {}，或使用 dict() 函数。
示例代码：
# 使用花括号创建字典
student = {
"姓名": "张三",
"年龄": 20,
"成绩": 90
}
# 使用 dict() 创建字典
employee = dict(姓名="李四", 年龄=30, 职位="经理")
2. 访问字典元素
使用键来访问字典中的值。
示例代码：
print(student["姓名"]) # 输出: 张三
print(employee.get("职位")) # 输出: 经理
3. 字典的基本操作
- 添加和更新元素：直接通过键赋值。
- 删除元素：使用
del语句或pop()方法。 - 遍历字典：可以遍历键、值或键值对。
示例代码：
# 添加或更新元素
student["性别"] = "男"
student["年龄"] = 21
# 删除元素
del student["成绩"]
grade = student.pop("年龄")
# 遍历字典
for key, value in student.items():
print(f"{key}: {value}")
4. 字典的常用方法
keys()：返回字典中的所有键。values()：返回字典中的所有值。items()：返回键值对的视图。
示例代码：
print(student.keys()) # 输出: dict_keys(['姓名', '性别'])
print(student.values()) # 输出: dict_values(['张三', '男'])
5. 流程图
5.1 字典访问流程图
开始
|
创建字典
|
访问键
|
判断键有效性
|
是 --> 返回值
|
否 --> 输出错误
|
结束
6. 练习题
- 编写一个程序，创建一个字典，用于存储学生的学号、姓名和成绩，完成对字典的增、删、改操作，并打印输出。
- 创建一个字典，存储几个国家及其首都，允许用户输入国家名称，输出对应的首都。
第三、字符串操作
字符串是Python中常用的基本数据类型，可以使用单引号、双引号或三重引号创建。
1. 创建字符串
示例代码：
# 单引号
string1 = 'Hello, World!'
# 双引号
string2 = "Python 编程"
# 三重引号
string3 = '''这是一个多行字符串
用于演示字符串的创建。'''
2. 字符串的基本操作
- 访问字符：通过索引访问字符串中的字符。
- 字符串连接：使用
+操作符。 - 字符串重复：使用
*操作符。 - 切片：提取子字符串。
示例代码：
text = "Hello, Python!"
# 访问字符
print(text[7]) # 输出: P
# 字符串连接
new_text = text + " 欢迎学习！"
print(new_text) # 输出: Hello, Python! 欢迎学习！
# 字符串重复
print("Ha" * 3) # 输出: HaHaHa
# 切片
print(text[7:13]) # 输出: Python
3. 字符串方法
Python提供了多种字符串方法，如 lower(), upper(), strip(), replace(), split() 和 join()。
示例代码：
message = " Hello, Python! "
# 转换大小写
print(message.lower()) # 输出: " hello, python! "
print(message.upper()) # 输出: " HELLO, PYTHON! "
# 去除空格
print(message.strip()) # 输出: "Hello, Python!"
# 替换
print(message.replace("Python", "编程")) # 输出: " Hello, 编程! "
# 分割
words = message.split(", ")
print(words) # 输出: [' Hello', 'Python! ']
# 连接
joined = " - ".join(words)
print(joined) # 输出: " Hello - Python! "
4. 流程图
4.1 字符串操作流程图
开始
|
创建字符串
|
访问字符
|
进行操作
|
判断操作类型
|
连接? --> 返回新字符串
|
重复? --> 返回新字符串
|
切片? --> 返回子字符串
|
结束
5. 练习题
- 编写一个程序，接受用户输入的名称，并输出欢迎信息。支持在输出中将用户输入的名称转为大写。
- 给定一个字符串，统计其中元音字母（a, e, i, o, u）的数量。
- 实现一个功能，将输入的多个单词连接成一个以空格分隔的句子。
总结
通过学习元组、集合、字典和字符串，我们能够掌握Python中常用的数据结构和字符串处理技巧。这些知识将为后续的学习和实际编程打下坚实的基础。其中，我们的练习题和项目作业有助于巩固所学知识。请完成练习，并随时提问以获得更多帮助！
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