Python基础——第六章：Python数据容器

前言

本文是根据黑马程序员Python教程所作之笔记，目的是为了方便我本人以及广大同学们查漏补缺。
不想做笔记直接来我的频道。当然啦，自己的笔记才是最好的哦！
PS：感谢黑马程序员！
教程链接：黑马程序员最新Python教程，8天python从入门到精通，学python看这套就够了

Python基础模块总目录

第一章：你好Python
第二章：Python基础语法
第三章：Python判断语句
第四章：Python循环语句
第五章：Python函数
第六章：Python数据容器
第七章：Python函数进阶
第八章：Python文件操作
第九章：Python异常、模块与包
基础综合案例之数据可视化

第六章：Python数据容器

数据容器入门

学习数据容器，就是为了批量存储或批量使用多份数据

数据容器

Python中的数据容器：

一种可以容纳多份数据的数据类型，容纳的每一份数据称之为1个元素

每一个元素，可以是任意类型的数据，如字符串、数字、布尔等。

数据容器根据特点的不同，如：

• 是否支持重复元素

• 是否可以修改

• 是否有序，等

分为5类，分别是：列表（list）、元组（tuple）、字符串（str）、集合（set）、字典（dict）

它们各有特点，但都满足可容纳多个元素的特性。

数据容器：list(列表)

列表的定义

列表的定义

基本语法：

列表内的每一个数据，称之为元素

• 以 [ ] 作为标识

• 列表内每一个元素之间用“,”逗号隔开

列表的定义方式：

使用[]的方式定义列表

注意：列表可以一次存储多个数据，且可以为不同的数据类型，支持嵌套

列表的下标索引

列表的下标（索引）

从列表中取出特定位置的数据可以使用：下标索引

如图，列表中的每一个元素，都有其位置下标索引，从前向后的方向，从0开始，依次递增

我们只需要按照下标索引，即可取得对应位置的元素。

列表的下标（索引） - 反向

或者，可以反向索引，也就是从后向前：从-1开始，依次递减（-1、-2、-3…）

如图，从后向前，下标索引为：-1、-2、-3，依次递减。

嵌套列表的下标（索引）

如果列表是嵌套的列表，同样支持下标索引

如图，下标就有2个层级了。

列表的常用操作

列表的常用操作（方法）

列表除了可以：

• 定义

• 使用下标索引获取值

以外，列表也提供了一系列功能：

• 插入元素

• 删除元素

• 清空列表

• 修改元素

• 统计元素个数

等等功能，这些功能我们都称之为：列表的方法

列表的查询功能（方法）

回忆：函数是一个封装的代码单元，可以提供特定功能。

在Python中，如果将函数定义为class（类）的成员，那么函数会称之为：方法

方法和函数功能一样， 有传入参数，有返回值，只是方法的使用格式不同：

函数的使用：

方法的使用：

列表的方法 - 总览

列表的特点

列表有如下特点：

• 可以容纳多个元素（上限为2**63-1、9223372036854775807个）

• 可以容纳不同类型的元素（混装）

• 数据是有序存储的（有下标序号）

• 允许重复数据存在

• 可以修改（增加或删除元素等）

list（列表）的遍历

列表的遍历 - while循环

既然数据容器可以存储多个元素，那么，就会有需求从容器内依次取出元素进行操作。

将容器内的元素依次取出进行处理的行为，称之为：遍历、迭代。

如何遍历列表的元素呢？

• 可以使用while循环

如何在循环中取出列表的元素呢？

• 使用列表[下标]的方式取出

循环条件如何控制？

• 定义一个变量表示下标，从0开始

• 循环条件为 下标值 < 列表的元素数量

列表的遍历 - for循环

除了while循环外，Python中还有另外一种循环形式：for循环。

对比while，for循环更加适合对列表等数据容器进行遍历。

语法：

每一次循环将列表中的元素取出，赋值到变量i，供操作

表示，从容器内，依次取出元素并赋值到临时变量上。

在每一次的循环中，我们可以对临时变量（元素）进行处理。

while循环和for循环的对比

while循环和for循环，都是循环语句，但细节不同：

• 在循环控制上：

  • while循环可以自定循环条件，并自行控制

  • for循环不可以自定循环条件，只可以一个个从容器内取出数据

• 在无限循环上：

  • while循环可以通过条件控制做到无限循环

  • for循环理论上不可以，因为被遍历的容器容量不是无限的

• 在使用场景上：

  • while循环适用于任何想要循环的场景

  • for循环适用于，遍历数据容器的场景或简单的固定次数循环场景

数据容器：tuple(元组)

元组的定义

元组同列表一样，都是可以封装多个、不同类型的元素在内。

但最大的不同点在于：

元组一旦定义完成，就不可修改

定义元组

元组定义：定义元组使用小括号，且使用逗号隔开各个数据，数据可以是不同的数据类型。

元组也支持嵌套：

注意：元组只有一个数据，这个数据后面要添加逗号

元组的相关操作

注意：元组由于不可修改的特性，所以其操作方法非常少。

元组的相关操作 - 注意事项

• 不可以修改元组的内容，否则会直接报错

  

• 可以修改元组内的list的内容（修改元素、增加、删除、反转等）

  

• 不可以替换list为其它list或其它类型

  

元组的遍历

同列表一样，元组也可以被遍历。

可以使用while循环和for循环遍历它

元组的特点

元组有如下特点：

• 可以容纳多个数据

• 可以容纳不同类型的数据（混装）

• 数据是有序存储的（下标索引）

• 允许重复数据存在

• 不可以修改（增加或删除元素等）

• 支持for循环

多数特性和list一致，不同点在于不可修改的特性。

数据容器：str(字符串)

再识字符串

尽管字符串看起来并不像：列表、元组那样，一看就是存放了许多数据的容器。

但不可否认的是，字符串同样也是数据容器的一员。

字符串是字符的容器，一个字符串可以存放任意数量的字符。

如，字符串：“itheima”

字符串的下标（索引）

和其它容器如：列表、元组一样，字符串也可以通过下标进行访问

• 从前向后，下标从0开始

• 从后向前，下标从-1开始

同元组一样，字符串是一个：无法修改的数据容器。

所以：

• 修改指定下标的字符 （如：字符串[0] = “a”）

• 移除特定下标的字符 （如：del 字符串[0]、字符串.remove()、字符串.pop()等）

• 追加字符等 （如：字符串.append()）

均无法完成。如果必须要做，只能得到一个新的字符串，旧的字符串是无法修改

字符串常用操作汇总

字符串的遍历

同列表、元组一样，字符串也支持while循环和for循环进行遍历

字符串的特点

作为数据容器，字符串有如下特点：

• 只可以存储字符串

• 长度任意（取决于内存大小）

• 支持下标索引

• 允许重复字符串存在

• 不可以修改（增加或删除元素等）

• 支持for循环

基本和列表、元组相同

不同与列表和元组的在于：字符串容器可以容纳的类型是单一的，只能是字符串类型。

不同于列表，相同于元组的在于：字符串不可修改

数据容器（序列）的切片

序列

序列是指：内容连续、有序，可使用下标索引的一类数据容器

列表、元组、字符串，均可以可以视为序列。

如图，序列的典型特征就是：有序并可用下标索引，字符串、元组、列表均满足这个要求

序列的常用操作 - 切片

序列支持切片，即：列表、元组、字符串，均支持进行切片操作

切片：从一个序列中，取出一个子序列

语法：序列[起始下标:结束下标:步长]

表示从序列中，从指定位置开始，依次取出元素，到指定位置结束，得到一个新序列：

• 起始下标表示从何处开始，可以留空，留空视作从头开始

• 结束下标（不含）表示何处结束，可以留空，留空视作截取到结尾

• 步长表示，依次取元素的间隔

  • 步长1表示，一个个取元素

  • 步长2表示，每次跳过1个元素取

  • 步长N表示，每次跳过N-1个元素取

  • 步长为负数表示，反向取（注意，起始下标和结束下标也要反向标记）

注意，此操作不会影响序列本身，而是会得到一个新的序列（列表、元组、字符串）

数据容器：set(集合)

为什么使用集合

我们目前接触到了列表、元组、字符串三个数据容器了。基本满足大多数的使用场景。

为何又需要学习新的集合类型呢？

通过特性来分析：

• 列表可修改、支持重复元素且有序

• 元组、字符串不可修改、支持重复元素且有序

存在一些局限在于：它们都支持重复元素。

如果场景需要对内容做去重处理，列表、元组、字符串就不方便了。

而集合，最主要的特点就是：不支持元素的重复（自带去重功能）、并且内容无序

集合的定义

基本语法：

和列表、元组、字符串等定义基本相同：

• 列表使用：[]

• 元组使用：()

• 字符串使用：“”

• 集合使用：{}

上图结果中可见：去重且无序

因为要对元素做去重处理，所以无法保证顺序和创建的时候一致

遍历集合元素

• 可以使用for循环进行变量

• 不可以使用while循环，因为不支持下标索引

集合常用功能总结

集合的特点

集合有如下特点：

• 可以容纳多个数据

• 可以容纳不同类型的数据（混装）

• 数据是无序存储的（不支持下标索引）

• 不允许重复数据存在

• 可以修改（增加或删除元素等）

• 支持for循环

数据容器：dict(字典、映射)

字典的定义

Python中字典和生活中字典十分相像：

为什么使用字典？

• 因为可以使用字典，实现用key取出Value的操作

字典的定义

字典的定义，同样使用{}，不过存储的元素是一个个的：键值对，如下语法：

• 使用{}存储原始，每一个元素是一个键值对

• 每一个键值对包含Key和Value（用冒号分隔）

• 键值对之间使用逗号分隔

• Key和Value可以是任意类型的数据（key不可为字典）

• Key不可重复，重复会对原有数据覆盖

字典数据的获取

字典同集合一样，不可以使用下标索引

但是字典可以通过Key值来取得对应的Value

字典的嵌套

字典的Key和Value可以是任意数据类型（Key不可为字典）

那么，就表明，字典是可以嵌套的

代码：

优化一下可读性，可以写成：

嵌套字典的内容获取，如下所示：

字典的常用操作

字典的常用操作总结

字典的特点

字典有如下特点：

• 可以容纳多个数据

• 可以容纳不同类型的数据

• 每一份数据是KeyValue键值对

• 可以通过Key获取到Value，Key不可重复（重复会覆盖）

• 不支持下标索引

• 可以修改（增加或删除更新元素等）

• 支持for循环，不支持while循环

拓展：数据容器对比总结

数据容器分类

数据容器可以从以下视角进行简单的分类：

• 是否支持下标索引

  • 支持：列表、元组、字符串 - 序列类型

  • 不支持：集合、字典 - 非序列类型

• 是否支持重复元素：

  • 支持：列表、元组、字符串 - 序列类型

  • 不支持：集合、字典 - 非序列类型

• 是否可以修改

  • 支持：列表、集合、字典

  • 不支持：元组、字符串

数据容器特点对比

基于各类数据容器的特点，它们的应用场景如下：

• 列表：一批数据，可修改、可重复的存储场景

• 元组：一批数据，不可修改、可重复的存储场景

• 字符串：一串字符串的存储场景

• 集合：一批数据，去重存储场景

• 字典：一批数据，可用Key检索Value的存储场景

数据容器的通用操作

数据容器的通用操作 - 遍历

数据容器尽管各自有各自的特点，但是它们也有通用的一些操作。

首先，在遍历上：

• 5类数据容器都支持for循环遍历

• 列表、元组、字符串支持while循环，集合、字典不支持（无法下标索引）

尽管遍历的形式各有不同，但是，它们都支持遍历操作。

容器通用功能总览

拓展：字符串大小比较

ASCII码表

在程序中，字符串所用的所有字符如：

• 大小写英文单词

• 数字

• 特殊符号(!、\、|、@、#、空格等）

都有其对应的ASCII码表值

每一个字符都能对应上一个：数字的码值

字符串进行比较就是基于数字的码值大小进行比较的。

字符串比较

字符串是按位比较，也就是一位位进行对比，只要有一位大，那么整体就大。