python数据容器
1.数据容器入门
1.什么是数据容器？
一种可以存储多个元素的Python数据类型
2. Python有哪些数据容器？
list(列表)、tuple(元组)、str(字符串)、set(集合)、dict(字典)
它们各有特点，但都满足可容纳多个元素的特性。
2.数据容器:list(列表)
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
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
# 定义一个列表 list
my_list = ["gufeng", "itcast", "python"]
print(my_list)
print(type(my_list))
my_list = ["gufeng", 666, True]
print(my_list)
print(type(my_list))
# 定义一个嵌套的列表
my_list = [ [1, 2, 3], [4, 5, 6]]
print(my_list)
print(type(my_list))
3.list(列表)的遍历
如何从列表中取出特定位置的数据呢？
我们可以使用：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。
mylist = ["itcast", "gufeng", "python"]
# 1.1 查找某元素在列表内的下标索引
index = mylist.index("gufeng")
print(f"gufeng在列表中的下标索引值是：{index}")
# 1.2如果被查找的元素不存在，会报错
# index = mylist.index("hello")
# print(f"hello在列表中的下标索引值是：{index}")
# 2. 修改特定下标索引的值
mylist[0] = "古典"
print(f"列表被修改元素值后，结果是：{mylist}")
# 3. 在指定下标位置插入新元素
mylist.insert(1, "best")
print(f"列表插入元素后，结果是：{mylist}")
# 4. 在列表的尾部追加```单个```新元素
mylist.append("民谣")
print(f"列表在追加了元素后，结果是：{mylist}")
# 5. 在列表的尾部追加```一批```新元素
mylist2 = [1, 2, 3]
mylist.extend(mylist2)
print(f"列表在追加了一个新的列表后，结果是：{mylist}")
# 6. 删除指定下标索引的元素（2种方式）
mylist = ["itcast", "gufeng", "python"]
# 6.1 方式1：del 列表[下标]
del mylist[2]
print(f"列表删除元素后结果是：{mylist}")
# 6.2 方式2：列表.pop(下标)
mylist = ["itcast", "gufeng", "python"]
element = mylist.pop(2)
print(f"通过pop方法取出元素后列表内容：{mylist}, 取出的元素是：{element}")
# 7. 删除某元素在列表中的第一个匹配项
mylist = ["itcast", "gufeng", "itcast", "gufeng", "python"]
mylist.remove("gufeng")
print(f"通过remove方法移除元素后，列表的结果是：{mylist}")
# 8. 清空列表
mylist.clear()
print(f"列表被清空了，结果是：{mylist}")
# 9. 统计列表内某元素的数量
mylist = ["itcast", "gufeng", "itcast", "gufeng", "python"]
count = mylist.count("gufeng")
print(f"列表中gufeng的数量是：{count}")
# 10. 统计列表中全部的元素数量
mylist = ["itcast", "gufeng", "itcast", "gufeng", "python"]
count = len(mylist)
print(f"列表的元素数量总共有：{count}个")
def list_while_func():
"""
使用while循环遍历列表的演示函数
:return: None
"""
mylist = ["古典", "民谣", "Python"]
# 循环控制变量：通过下标索引来控制，默认是0
# 每一次循环，将下标索引变量+1
# 循环条件：下标索引变量 < 列表的元素数量
# 定义一个变量，用来标记列表的下标
index = 0 # 初始下标为0
while index < len(mylist):
# 通过index变量取出对应下标的元素
element = mylist[index]
print(f"列表的元素：{element}")
# 至关重要：将循环变量（index）每一次循环都+1
index += 1
def list_for_func():
"""
使用for循环遍历列表的演示函数
:return:
"""
mylist = [1, 2, 3, 4, 5]
# for 临时变量 in 数据容器:
for element in mylist:
print(f"列表的元素有：{element}")
if __name__ == '__main__':
# list_while_func()
list_for_func()
列表的特点:
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）
4.数据容器:tuple(元组)
元组一旦定义完成，就不可修改
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。
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
元组由于不可修改的特性，所以其操作方法非常少。
# 定义元组
t1 = (1, "Hello", True)
t2 = ()
t3 = tuple()
print(f"t1的类型是：{type(t1)}, 内容是：{t1}")
print(f"t2的类型是：{type(t2)}, 内容是：{t2}")
print(f"t3的类型是：{type(t3)}, 内容是：{t3}")
# 定义单个元素的元组
t4 = ("hello", )
print(f"t4的类型是：{type(t4)}, t4的内容是：{t4}")
# 元组的嵌套
t5 = ( (1, 2, 3), (4, 5, 6) )
print(f"t5的类型是：{type(t5)}, 内容是：{t5}")
# 下标索引去取出内容
num = t5[1][2]
print(f"从嵌套元组中取出的数据是：{num}")
# 元组的操作：index查找方法
t6 = ("古典", "民谣", "Python")
index = t6.index("民谣")
print(f"在元组t6中查找民谣，的下标是：{index}")
# 元组的操作：count统计方法
t7 = ("古典", "民谣", "民谣", "民谣", "Python")
num = t7.count("民谣")
print(f"在元组t7中统计民谣的数量有：{num}个")
# 元组的操作：len函数统计元组元素数量
t8 = ("古典", "民谣", "民谣", "民谣", "Python")
num = len(t8)
print(f"t8元组中的元素有：{num}个")
# 元组的遍历：while
index = 0
while index < len(t8):
print(f"元组的元素有：{t8[index]}")
# 至关重要
index += 1
# 元组的遍历：for
for element in t8:
print(f"2元组的元素有：{element}")
# 修改元组内容
# t8[0] = "itcast"
# 定义一个元组
t9 = (1, 2, ["gufeng", "itcast"])
print(f"t9的内容是：{t9}")
t9[2][0] = "民谣"
t9[2][1] = "古典"
print(f"t9的内容是：{t9}")
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为其他list或其他类型
元组特点:
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
5.数据容器:str(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。
同元组一样，字符串是一个：无法修改的数据容器。
"""
演示以数据容器的角色，学习字符串的相关操作
"""
my_str = "gufeng and itcast"
# 通过下标索引取值
value = my_str[2]
value2 = my_str[-16]
print(f"从字符串{my_str}取下标为2的元素，。值是：{value},取下标为-16的元素。值是：{value2}")
# my_str[2] = "H"
# index方法
value = my_str.index("and")
print(f"在字符串{my_str}中查找and，其起始下标是：{value}")
# replace方法
new_my_str = my_str.replace("it", "程序")
print(f"将字符串{my_str}，进行替换后得到：{new_my_str}")
# split方法
my_str = "hello python gufengitcast"
my_str_list = my_str.split(" ")
print(f"将字符串{my_str}进行split切分后得到：{my_str_list}, 类型是：{type(my_str_list)}")
# strip方法
my_str = " gufeng and itcast "
new_my_str = my_str.strip() # 不传入参数，去除首尾空格
print(f"字符串{my_str}被strip后，结果：{new_my_str}")
my_str = "12gufeng and itcast21"
new_my_str = my_str.strip("12")
print(f"字符串{my_str}被strip('12')后，结果：{new_my_str}")
# 统计字符串中某字符串的出现次数, count
my_str = "gufeng and itcast"
count = my_str.count("it")
print(f"字符串{my_str}中it出现的次数是：{count}")
# 统计字符串的长度, len()
num = len(my_str)
print(f"字符串{my_str}的长度是：{num}")
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
6. 数据容器(序列)的切片
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）
"""
演示对序列进行切片操作
"""
# 对list进行切片，从1开始，4结束，步长1
my_list = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6]
result1 = my_list[1:4] # 步长默认是1，所以可以省略不写
print(f"结果1：{result1}")
# 对tuple进行切片，从头开始，到最后结束，步长1
my_tuple = (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6)
result2 = my_tuple[:] # 起始和结束不写表示从头到尾，步长为1可以省略
print(f"结果2：{result2}")
# 对str进行切片，从头开始，到最后结束，步长2
my_str = "01234567"
result3 = my_str[::2]
print(f"结果3：{result3}")
# 对str进行切片，从头开始，到最后结束，步长-1
my_str = "01234567"
result4 = my_str[::-1] # 等同于将序列反转了
print(f"结果4：{result4}")
# 对列表进行切片，从3开始，到1结束，步长-1
my_list = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6]
result5 = my_list[3:1:-1]
print(f"结果5：{result5}")
# 对元组进行切片，从头开始，到尾结束，步长-2
my_tuple = (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6)
result6 = my_tuple[::-2]
print(f"结果6：{result6}")
7.数据容器:set(集合)
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：{}
"""
演示数据容器集合的使用
"""
# 定义集合
my_set = {"古典", "民谣", "gufeng", "古典", "民谣", "gufeng", "古典", "民谣", "gufeng"}
my_set_empty = set() # 定义空集合
print(f"my_set的内容是：{my_set}, 类型是：{type(my_set)}")
print(f"my_set_empty的内容是：{my_set_empty}, 类型是：{type(my_set_empty)}")
# 添加新元素
my_set.add("Python")
my_set.add("古典") #
print(f"my_set添加元素后结果是：{my_set}")
# 移除元素
my_set.remove("民谣")
print(f"my_set移除民谣后，结果是：{my_set}")
# 随机取出一个元素
my_set = {"古典", "民谣", "gufeng"}
element = my_set.pop()
print(f"集合被取出元素是：{element}, 取出元素后：{my_set}")
# 清空集合, clear
my_set.clear()
print(f"集合被清空啦，结果是：{my_set}")
# 取2个集合的差集
set1 = {1, 2, 3}
set2 = {1, 5, 6}
set3 = set1.difference(set2)
print(f"取出差集后的结果是：{set3}")
print(f"取差集后，原有set1的内容：{set1}")
print(f"取差集后，原有set2的内容：{set2}")
# 消除2个集合的差集
set1 = {1, 2, 3}
set2 = {1, 5, 6}
set1.difference_update(set2)
print(f"消除差集后，集合1结果：{set1}")
print(f"消除差集后，集合2结果：{set2}")
# 2个集合合并为1个
set1 = {1, 2, 3}
set2 = {1, 5, 6}
set3 = set1.union(set2)
print(f"2集合合并结果：{set3}")
print(f"合并后集合1：{set1}")
print(f"合并后集合2：{set2}")
# 统计集合元素数量len()
set1 = {1, 2, 3, 4, 5, 1, 2, 3, 4, 5}
num = len(set1)
print(f"集合内的元素数量有：{num}个")
# 集合的遍历
# 集合不支持下标索引，不能用while循环
# 可以用for循环
set1 = {1, 2, 3, 4, 5}
for element in set1:
print(f"集合的元素有：{element}")
8.数据容器:dict(字典、映射)
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：
"""
演示数据容器字典的定义
"""
# 定义字典
my_dict1 = {"王力鸿": 99, "周杰轮": 88, "林俊节": 77}
# 定义空字典
my_dict2 = {}
my_dict3 = dict()
print(f"字典1的内容是：{my_dict1}, 类型：{type(my_dict1)}")
print(f"字典2的内容是：{my_dict2}, 类型：{type(my_dict2)}")
print(f"字典3的内容是：{my_dict3}, 类型：{type(my_dict3)}")
# 定义重复Key的字典
my_dict1 = {"王力鸿": 99, "王力鸿": 88, "林俊节": 77}
print(f"重复key的字典的内容是：{my_dict1}")
# 从字典中基于Key获取Value
my_dict1 = {"王力鸿": 99, "周杰轮": 88, "林俊节": 77}
score = my_dict1["王力鸿"]
print(f"王力鸿的考试分数是：{score}")
score = my_dict1["周杰轮"]
print(f"周杰轮的考试分数是：{score}")
# 定义嵌套字典
stu_score_dict = {
"王力鸿": {
"语文": 77,
"数学": 66,
"英语": 33
}, "周杰轮": {
"语文": 88,
"数学": 86,
"英语": 55
}, "林俊节": {
"语文": 99,
"数学": 96,
"英语": 66
}
}
print(f"学生的考试信息是：{stu_score_dict}")
# 从嵌套字典中获取数据
# 看一下周杰轮的语文信息
score = stu_score_dict["周杰轮"]["语文"]
print(f"周杰轮的语文分数是：{score}")
score = stu_score_dict["林俊节"]["英语"]
print(f"林俊节的英语分数是：{score}")
"""
演示字典的常用操作
"""
my_dict = {"周杰轮": 99, "林俊节": 88, "张学油": 77}
# 新增元素
my_dict["张信哲"] = 66
print(f"字典经过新增元素后，结果：{my_dict}")
# 更新元素
my_dict["周杰轮"] = 33
print(f"字典经过更新后，结果：{my_dict}")
# 删除元素
score = my_dict.pop("周杰轮")
print(f"字典中被移除了一个元素，结果：{my_dict}, 周杰轮的考试分数是：{score}")
# 清空元素, clear
my_dict.clear()
print(f"字典被清空了，内容是：{my_dict}")
# 获取全部的key
my_dict = {"周杰轮": 99, "林俊节": 88, "张学油": 77}
keys = my_dict.keys()
print(f"字典的全部keys是：{keys}")
# 遍历字典
# 方式1：通过获取到全部的key来完成遍历
for key in keys:
print(f"字典的key是:{key}")
print(f"字典的value是：{my_dict[key]}")
# 方式2：直接对字典进行for循环，每一次循环都是直接得到key
for key in my_dict:
print(f"2字典的key是:{key}")
print(f"2字典的value是：{my_dict[key]}")
# 统计字典内的元素数量, len()函数
num = len(my_dict)
print(f"字典中的元素数量有：{num}个")
字典的特点：
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
9.数据容器的统用操作
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