Python基础语法（4）列表、字典

首先，来看看我们在第0-3关所学的内容。
相信你应该还记忆犹新，学得不赖吧？否则应该是没勇气继续挑战了哈哈～
从第4关开始，我们会利用代码来实现更多的功能，我们先来扫一眼接下来的课程表：

在4-19关里，除了常规的8个知识关卡，我还设置了3个思维关卡，5个项目实操关卡。
知识关卡的目的是学习Python的基础知识，思维关卡的目的是为你补充一些必要的编程思维知识，实操关卡的目的是手把手带你做出一些编程项目。（我会在具体关卡中再介绍）
随着学习深度的增加，我们的学习难度和理解成本势必也会增加。不过不要担心，我希望这三种类型的关卡能互相结合，可以让你在学完整个课程后，拥有扎实的基本功底，
好了，相信你对整个课程的安排已经有了个大概的认知，现在我们回到这一关的学习任务。
截至目前，我们已经掌握了3种数据类型：整数、浮点数、字符串。这一关我们就要学习两种新的数据类型：列表、字典。
不过在这之前，我想先和你聊一聊“计算机”与“数据”之间水乳交融的关系。
计算机名字里就有【计算】两字，如果计算机离开了数据，就如巧妇难为无米之炊。所以说，数据对于计算机很重要。
总的来说，计算机有3种方式利用数据：

对于编程新手来说，掌握主要的数据类型是重中之重。
这一关，我们就会接触两种新的数据类型——列表和字典，你会发现，它们比我们学过的“整数、浮点数、字符串”更加高级，更有“包容性”。
为什么这么说呢？前面学的几种类型，每次赋值只能保存一条数据。如果我们需要使用很多数据的时候，就会很不方便。
而列表和字典的作用，就是可以帮我们存储大量数据，让计算机去读取和操作。
一、列表

首先我们来看看列表。为了感受列表的作用，我们来玩玩角色扮演的游戏：从现在起，你就是一个新班级的班主任了！
第一天，班上来了50个新鲜的面孔。你让学生把名字写在花名册上，方便上课时一个个点名。
如果只能用已学的知识来解决这个问题，我们需要将每个学生的名字都赋值到一个变量名，然后再分别打印。代码是这样的：
但我们知道，在编程世界里，最忌讳的就是“重复性劳动”。这一百行代码打下来，即使是复制黏贴修改的，分分钟也要抓狂。
实际上呢，只要学会了列表和循环（剧透：循环下一关会讲，可先忽略），3行代码就能搞定。
发现了吗？在第一行代码里，赋值号右边不再像字符串那样只能放一个名字，而是放了50个。
这就是我们要新认识的第一个数据类型——列表，下面我会从4个方面来介绍列表的用法。
1.什么是列表

首先，我们来看看列表（list）的代码格式：

图中的['小明','小红','小刚']就是一个列表。
一个列表需要用中括号[ ]把里面的各种数据框起来，里面的每一个数据叫作“元素”。每个元素之间都要用英文逗号隔开。
这就是列表的标准格式，现在请你创建一个列表名为list1的列表，列表里有三个元素：'小明'、18、1.70，并将其打印出来：
老师的答案是这样子的：
list1 = ['小明',18,1.70]
print(list1)
恭喜你，成功掌握了列表的规范写法以及打印列表的方法。而且，你也用代码验证了一个知识点：列表很包容，各种类型的数据（整数/浮点数/字符串）无所不能包。
不过，很多时候，我们只需要用到列表中的某一个元素，好比老师上课点名时，不会说“所有的同学都站起来回答一下这个问题”。
所以，问题来了：列表中具体的某个元素，要如何取出来？
2.从列表提取单个元素

这就涉及到一个新的知识点：偏移量。列表中的各个元素，好比教室里的某排学生那样，是有序地排列的，也就是说，每个元素都有自己的位置编号（即偏移量）。

从上图可得：1.偏移量是从0开始的，而非我们习惯的从1开始；2.列表名后加带偏移量的中括号，就能取到相应位置的元素。
所以，我们可以通过偏移量来对列表进行索引（可理解为搜索定位），读取我们所需的元素。
假如你现在要喊小明来回答问题，用代码怎么写呢？请补充下列代码，利用列表的偏移量来打印出'小明'这个元素。
students = ['小明','小红','小刚']
print(students[0])
3.从列表中提取多个元素

上面这种用冒号来截取列表元素的操作叫作切片，顾名思义，就是将列表的某个片段拿出来处理。这种切片的方式可以让我们从列表中取出多个元素。
list2 = [5,6,7,8,9]
print(list2[:])
0# 打印出[5,6,7,8,9]
print(list2[2:])
0# 打印出[7,8.9]
print(list2[:2])
0# 打印出[5,6]
print(list2[1:3])
0#打印出[6,7]
print(list2[2:4])
0#打印出[7,8]
列表切片口诀：左右空，取到头；左要取，右不取
前半句：冒号左边空，就要从偏移量为0的元素开始取；右边空，就要取到列表的最后一个元素。后半句：冒号左边数字对应的元素要拿，右边的不动。
现在就请你来试验一下吧，请修改代码，用切片将列表中小明和小红两个元素一起取出来。
students = ['小明','小红','小刚']
print(students[:2])
另外，我们要注意一个细节：偏移量取到的是列表中的元素，而切片则是截取了列表的某部分，所以还是列表，请你运行下列代码看一看：

4.给列表增加/删除元素

过了一周，你正上着课呢，教导主任突然领了一个新学生“小美”，说是转校生，要插到你们班。这时，我们就需要用到append()函数给列表增加元素，append的意思是附加，增补。

这句话的意思是：append后的括号里只能接受一个参数，但却给了两个，也就是4和5。所以，用append()给列表增加元素，每次只能增加一个元素。

append函数并不生成一个新列表，而是让列表末尾新增一个元素。而且，列表长度可变，理论容量无限，所以支持任意的嵌套。
现在，请你把小美加入students列表中，并打印出列表，注意格式是列表名.append( ):
students = ['小明','小红','小刚']
students.append('小美')
print(students)
又是新的一天，你接到一个电话，小红生病请假了，今天不来上课。所以，你要将小红从列表中删除。
提示：需要用到del语句。请你先读一下Python官方文档对“del语句”的解释：（懂得阅读官方文档也是编程学习中一个重要能力）

请你根据上图中的知识，补全下面的代码，将'小红'从列表中删除，并打印出来：（语法是：del 列表名[元素的索引]）

事实上del语句非常方便，既能删除一个元素，也能一次删除多个元素（原理和切片类似，左取右不取）。

二、数据类型：字典

众所周知，一个老师的日常就是出卷、改卷。这次期中考呢，小明、小红、小刚分别考了95、90和90分。
假如我们还用列表来装数据的话，我们需要新创建一个列表来专门放分数，而且要保证和姓名的顺序是一致的，很麻烦。
所以类似这种名字和数值（如分数、身高、体重等）两种数据存在一一对应的情况，用第二种数据类型——“字典”（dictionary）来存储会更方便。
1.什么是字典

仔细看下，字典和列表有3个地方是一样的：1.有名称；2.要用=赋值；3.用逗号作为元素间的分隔符。
而不一样的有两处：
（1）列表外层用的是中括号[ ]，字典的外层是大括号{ }；
（2）列表中的元素是自成一体的，而字典的元素是由一个个键值对构成的，用英文冒号连接。如'小明':95，其中我们把'小明'叫键（key），95叫值(value)。
这样唯一的键和对应的值形成的组合，我们就叫做【键值对】，上述字典就有3个【键值对】：'小明':95、'小红':90、'小刚':90
如果不想口算，我们可以用len()函数来得出一个列表或者字典的长度（元素个数），括号里放列表或字典名称。

这里需要强调的是，字典中的键具备唯一性，而值可重复。也就是说字典里不能同时包含两个'小明'的键，但却可以有两个同为90的值。
2.从字典中提取元素

现在，我们尝试将小明的成绩从字典里打印出来。这就涉及到字典的索引，和列表通过偏移量来索引不同，字典靠的是键。

小刚拿到试卷后，下课后来找你，说把他总分算错了，应该是92分。你看了一下，发现还真的是。于是，你在成绩册上将90划掉，改成了92。
这个操作在代码里对应的是字典的删除和增加。
3.给字典增加/删除元素

我们可以发现：删除字典里键值对的代码是del语句del 字典名[键]，而新增键值对要用到赋值语句字典名[键] = 值。
那么，请你把小刚的成绩改成92分吧。对了，新来的小美也考了，得了85。请你对字典里进行修改和新增，然后将整个字典都打印出来。
scores = {'小明':95,'小红':90,'小刚':90}
del scores['小刚']
scores['小刚'] = 92
scores['小美'] = 85
print(scores)

三、列表和字典的异同

1.列表和字典的不同点

一个很重要的不同点是列表中的元素是有自己明确的“位置”的，所以即使看似相同的元素，只要在列表所处的位置不同，它们就是两个不同的列表。我们来看看代码：
0# 如果==左右两边相等，值为True，不相等则为False。
print(1 == 1)
0# 1等于1，所以值为True
print(1 == 2)
0# 1不等于2，所以为False
students1 = ['小明','小红','小刚']
students2 = ['小刚','小明','小红']
print(students1 == students2)
scores1 = {'小明':95,'小红':90,'小刚':100}
scores2 = {'小刚':100,'小明':95,'小红':90}
print(scores1 == scores2)
0#运行结果
True
False
False
True
而字典相比起来就显得随和很多，调动顺序也不影响。因为列表中的数据是有序排列的，而字典中的数据是随机排列的。
这也是为什么两者数据读取方法会不同的原因：列表有序，要用偏移量定位；字典无序，便通过唯一的键来取值。

2.列表和字典的共同点
我们先来看第一个共同点：在列表和字典中，如果要修改元素，都可用赋值语句来完成。看一下代码：

所以，上面修改小刚成绩的时候，其实直接用赋值语句即可，del语句通常是用来删除确定不需要的键值对。
scores = {'小明':95,'小红':90,'小刚':90}
0#del scores['小刚']
0#如果只需要修改键里面的值，可不需要del语句
scores['小刚'] = 92
第二个共同点其实之前已经略有提及，即支持任意嵌套。除之前学过的数据类型外，列表可嵌套其他列表和字典，字典也可嵌套其他字典和列表。
先来看看第一种情况：列表嵌套列表。你在班级里成立了以四人为单位的学习小组。这时，列表的形式可以写成：
students = [['小明','小红','小刚','小美'],['小强','小兰','小伟','小芳']]
students这个列表是由两个子列表组成的，现在有个问题是：我们要怎么把小芳取出来呢？

所以要取出小芳，代码可以这么写：
students = [['小明','小红','小刚','小美'],['小强','小兰','小伟','小芳']]
print(students[1][3])
接下来，我们再来看看第二种情况：字典嵌套字典。
和列表嵌套列表也是类似的，需要一层一层取出来，比如说要取出小芳的成绩，代码是这样写：
scores = {
'第一组':{'小明':95,'小红':90,'小刚':100,'小美':85},
'第二组':{'小强':99,'小兰':89,'小伟':93,'小芳':88}
}
print(scores['第二组']['小芳'])
我们再来提高下难度，看看列表和字典相互嵌套的情况，可以将代码和注释结合起来看。

我们知道了列表和字典的不同：列表的基本单位是元素，而字典里是键值对。所以，两者提取数据的方式也不同。
下面，介绍一种新的数据类型：元组（tuple）。 可以看到：元组和表格很相似，不过，它是用小括号来包的。
元组和列表都是序列,提取的方式也是偏移量，如 tuple1[1]、tuple1[1:]。另外，元组也支持任意的嵌套。
请你根据以上提供的信息，将tuple1中的A和list2中的D打印出来。看到了，理解了，运用了，就能够掌握了。

课后练习：
请你通过所学知识，把列表中的“狼”取出来，并打印出来。
townee = [
{'海底王国':['小美人鱼''海之王''小美人鱼的祖母''五位姐姐'],'上层世界':['王子','邻国公主']},
'丑小鸭','坚定的锡兵','睡美人','青蛙王子',
[{'主角':'小红帽','配角1':'外婆','配角2':'猎人'},{'反面角色':'狼'}]
]
print(townee[5][1]['反面角色'])