Day07 - 字符串和常用数据结构

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日期：2021年1月24日

今天是学习Python的第七天，粗略看了一下，今天的内容太多了，没学过数据结构，还有练习也是有一些没使用过的模块，啃了好久，希望后面不会那么快忘记。

学习用的教材是GitHub上骆昊编写的《Python - 100天从新手到大师》

所有编写的源代码均放在GitHub上：https://github.com/svip886/Python_learning

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一、字符串的使用规则

1. 使用一对单引号或双引号将字符串内容包起来。

2. 在字符串中使用\来表示转义

   • 常用符号：\n换行符、\t水平制表符、\\表示“\”

   • 使用八进制或十六进制表示字符，例如\145表示e，x45表示E

   • Unicode字符，例如\u54c8\u54c8\u54c8表示的就是“哈哈哈”

   • 不转义：在引号开始前位置加一个r

     s=r'\n hello,world\t'
     print(s)
     

   感觉上好像只有符号更常用，其他作为了解吧。

3. 字符串的运算

   • 加法+：使用+号对字符串进行拼接

   • 重复*：'hello'*3表示重复3次hello，即hellohellohello

   • 成员运算：使用in或not in来判断一个字符串是否包含另一个字符串

     s='hello world'
     print('hi' in s) # False
     print('hi' not in s) # True
     

   • 切片运算：使用[]和[:]从字符串提取出某个字符或某些字符

     s='hello world'
     # 指定下标位置的字符
     print(s[1]) # c
     # 切片：从指定的开始索引到指定的结束索引
     print(s[2:5]) # llo
     print(s[2:]) # llo world
     print(s[2::2]) # lowrd 从s[2]开始，每2个位置取一次
     print(s[::2]) # hlowrd 默认从第一位，即s[0]开始
     print(s[::-1]) # dlrow olleh 负号反顺序取位
     print(s[-3:-1]) # rl 从-3取到-1
     

     注意，到目前为止，在Python内所有的范围区间，均为左边闭区间，右边开区间

4. 其他对字符串的操作函数(str1='hello,world!')

   函数名	作用	使用示例	返回值
   len	计算字符串长度	len(str1)	12
   capitalize	字符串首字母大写	str1.capitalize()	Hello,world!
   title	每个单词首字母大写	str1.title()	Hello,World!
   upper	字符串全部大写	str1.upper()	HELLO,WORLD!
   find	寻找子串位置	str1.find('or')	7
   index	与find类似但找不到子串会引发异常	str1.index('or')	7
   startswith	判断是否以指定字符串开头	str1.startswith('He')	False
   endswith	判断是否以指定字符串结尾	str1.endswith('d!')	True
   center	以指定的宽度居中并在两侧填充指定字符	str1.center(14,'*')	*hello,world! *
   rjust	以指定的宽度右置并在左侧填充指定字符	str1.rjust(14,'*')	**hello,world!
   isdigit	判断是否以数字构成	str1.isdigit()	False
   isalpha	判断是否以字母构成	str1.isalpha()	False
   isalnum	判断是否以数字和字母构成	str1.isalnum()	False(因为有符号)
   strip	去除字符串两边的空格	str1.strip()	hello,world!

   index的功能和find差不多，而且找不到会报错，所以还是用find好一些

二、列表

我的理解：可以把列表当做一个有序容器，容器可以存很多不同的元素，需要的时候直接取用。列表很多运算和字符串是相同的

1. 列表的定义、遍历以及下标运算

   • 定义：列表以中括号[]包围，不同元素以逗号,隔开

   • 遍历（采用for循环）

     • 直接遍历：for x in list1

     • 下标遍历：利用len()函数取列表数量为循环范围

     • enumerate函数处理列表:enumerate(list1)会同时返回元素索引和值，应使用两个变量来储存，for n,x inenumerate(list1)。

2. 元素的操作

   • 添加元素

     • 末位添加：list1.append(200)

     • 定位插入：list1.insert(1,400) 注意1是第2个

   • 合并列表：直接使用加法+，list3=list1+list2

   • 删除元素

     • 查找删除：list1.remove(3),如果该元素不在列表中，会引起程序异常，所以一边需要加个判断条件if 3 in list1

     • 定位删除：list.pop(2)

   • 清空列表元素：list1.clear()

   列表也支持切片操作，使用方法和字符串相同。

3. 列表排序

   list1 = ['orange', 'apple', 'zoo', 'internationalization', 'blueberry']
   list2 = sorted(list1)
   # sorted函数返回列表排序后的拷贝不会修改传入的列表
   # 函数的设计就应该像sorted函数一样尽可能不产生副作用
   list3 = sorted(list1, reverse=True)
   # 通过key关键字参数指定根据字符串长度进行排序而不是默认的字母表顺序
   list4 = sorted(list1, key=len)
   print(list1)
   print(list2)
   print(list3)
   print(list4)
   # 给列表对象发出排序消息直接在列表对象上进行排序
   list1.sort(reverse=True)
   print(list1)
   

4. 生成式和生成器生成列表

   • 生成式：直接使用内存空间生成，f=[x for x in range(1,10)]

   • 生成器：每次使用时运算一次，f=(x for x in range(1,10))

   生成式占内存，但更快；生成器省时间，但更慢。使用时权衡利弊，注意生成式用中括号[]，生成器用小括号()

5. 元组

   元组和列表一样，唯一的差别在于其元素无法进行更改。

   • 定义：和列表一样，但不使用中括号，用小括号，t=('paranoid',123,'svip886cn')

   • 列表转换为元组：使用关键字touple(t)

   • 使用元组的好处：

     • 在项目中尤其多线程环境，使用元组避免因对象修改造成的程序错误，状态不变节省处理同步化开销，方便共享。

     • 创建时间和占用空间优于列表。

三、集合

集合的概念和数学的集合是一样，且可进行交集、并集、差集等运算。注意，集合中的元素不重复，所以有两个重复的元素的时候，会只显示一个。

1. 集合的定义：使用大括号{}包围元素

2. 元素的操作：

   • 添加元素：

     • 单个元素使用add，s.add(5)

     • 多个元素使用updata，`s.updata([7,8])

   • 删除元素：

     • remove：删除指定元素，s.remove(3)

     • discord：和remove一样，不同在于可以删除没有的元素，找不到元素不会报错

     • pop：只保留集合的第一个元素（最小）,s.pop()

     remove和discord都只是删除单个元素，所以如果需要删除多个元素，可以使用循环。

3. 集合的运算：

   • 交集&
   • 并集|
   • 差集-
   • 对称差运算^
   • 判断子集和超级>= <=

四、字典

字典同样是可变容器，储存任意类型对象，和列表集合的不同之处在于每个元素。不同之处在于，每个元素都是由一个键和一个值组成的“键值对”，可以当做每个元素都有对应的编码，就像ASCII字符。

# 创建字典的字面量语法
scores = {
     '骆昊': 95, '白元芳': 78, '狄仁杰': 82}
print(scores)
# 创建字典的构造器语法
items1 = dict(one=1, two=2, three=3, four=4)
# 通过zip函数将两个序列压成字典
items2 = dict(zip(['a', 'b', 'c'], '123'))
# 创建字典的推导式语法
items3 = {
     num: num ** 2 for num in range(1, 10)}
print(items1, items2, items3)
# 通过键可以获取字典中对应的值
print(scores['骆昊'])
print(scores['狄仁杰'])
# 对字典中所有键值对进行遍历
for key in scores:
    print(f'{key}: {scores[key]}')
# 更新字典中的元素
scores['白元芳'] = 65
scores['诸葛王朗'] = 71
scores.update(冷面=67, 方启鹤=85)
print(scores)
if '武则天' in scores:
    print(scores['武则天'])
print(scores.get('武则天'))
# get方法也是通过键获取对应的值但是可以设置默认值
print(scores.get('武则天', 60))
# 删除字典中的元素
print(scores.popitem())
print(scores.popitem())
print(scores.pop('骆昊', 100))
# 清空字典
scores.clear()
print(scores)

五、练习

1. 在屏幕上显示跑马灯文字

   import os
   import time
   
   def main():
       string="抬头吧黑暗过后会是晨曦，怀着乐观总有转机······"
       while 1:
           os.system('cls') # 清理屏幕输出
           print(string)
           time.sleep(0.2) # 延时0.2s
           string=string[1:]+string[0]
   
   if __name__=='__main__':
       main()
   

2. 设计一个函数产生指定长度的验证码，验证码由大小写字母和数字构成

   def yzm(num=4):
       s='qwertyuiopasdfghjklzxcvbnmQWERTYUIOPASDFGHJKLZXCVBNM0123456789'
       y=''
       for n in range(num):
           y+=s[randint(0,len(s)-1)]
       return y
   

3. 设计一个函数返回给定文件名的后缀名

   def get_suffix(filename):
   point=filename.find('.')
   if point>0:
       return filename[point+1:len(filename)]
   else:
       return '无后缀名'
   

4. 设计一个函数返回传入的列表中最大和第二大元素的值

   def m(list1):
   m1=list1[0]
   m2=list1[0]
   for n in range(1,len(list1)):
       if m2<list1[n]:
           m2=list1[n]
           if m1<m2:
               m1,m2=m2,m1
   return m1,m2
   

5. 计算指定的年月日是这一年的第几天

   def is_leap_year(year):
       return year % 4 == 0 and year % 100 != 0 or year % 400 == 0
   
   def which_day(year, month, date):
   
       days_of_month = [
           [31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31],
           [31, 29, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31]
       ][is_leap_year(year)]
       total = 0
       for index in range(month - 1):
           total += days_of_month[index]
       return total + date
   
   def main():
       print(which_day(1980, 11, 28))
       print(which_day(1981, 12, 31))
       print(which_day(2018, 1, 1))
       print(which_day(2016, 3, 1))
   
   if __name__ == '__main__':
       main()
   

6. 打印杨辉三角

   def main():
       num = int(input('Number of rows: '))
       yh = [[]] * num
       for row in range(len(yh)):
           yh[row] = [None] * (row + 1)
           for col in range(len(yh[row])):
               if col == 0 or col == row:
                   yh[row][col] = 1
               else:
                   yh[row][col] = yh[row - 1][col] + yh[row - 1][col - 1]
               print(yh[row][col], end='\t')
           print()
   
   if __name__ == '__main__':
       main()