学Python的漫画漫步进阶 -- 第六步

六、容器类型的数据

若我们想将多个数据打包并且统一管理，应该怎么办？

Python内置的数据类型如序列（列表、元组等）、集合和字典等可以容纳多项数据，我们称它们为容器类型的数据。

6.1 序列

序列（sequence）是一种可迭代的、元素有序的容器类型的数据。

序列包括列表（list）、字符串（str）、元组（tuple）和字节序列（bytes）等。

6.1.1 序列的索引操作

序列示例：Hello字符串。


序列中的元素都是有序的，每一个元素都带有序号，这个序号叫作索引。索引有正值索引和负值索引之分。

我们是通过下标运算符访问序列中的元素的，下标运算符是跟在容器数据后的一对中括号（[]），中括号带有参数，对于序列类型的数据，这个参数就是元素的索引序号。

我们在Python Shell中运行代码，看看运行结果怎样：

6.1.2 加和乘操作

加（+）和乘（）运算符也可以用于序列中的元素操作。加（+）运算符可以将两个序列连接起来，乘（）运算符可以将两个序列重复多次。

我们在Python Shell中运行代码，看看运行结果怎样？

6.1.3 切片操作

序列的切片（Slicing）就是从序列中切分出小的子序列。
切片运算符的语法形式为[start：end：step]。其中，start是开始索引，end是结束索引，step是步长（切片时获取的元素的间隔，可以为正整数，也可以为负整数）。

注意：切下的小切片包括start位置的元素，但不包括end位置的元素，start和end都可以省略。

下面对字符串变量a进行切片操作[1：3]，开始索引为1，结束索引为3，省略步长（默认值为1）。

我们在Python Shell中运行省略步长的示例代码，看看运行结果怎样：

下面对字符串变量a进行切片操作[0：3：2]，开始索引为0，结束索引为3，步长为2。
我们在Python Shell中运行没有省略步长的示例代码，看看运行结果怎样：

6.1.4 成员测试

成员测试运算符有两个：in和not in，in用于测试是否包含某一个元素，not in用于测试是否不包含某一个元素。
我们在Python Shell中运行代码，看看运行结果怎样：

6.2 列表

列表（list）是一种可变序列类型，我们可以追加、插入、删除和替换列表中的元素。

6.2.1 创建列表

创建列表有两种方法。

1 list（iterable）函数：参数iterable是可迭代对象（字符串、列表、元组、集合和字典等）。

2 [元素1，元素2，元素3，⋯]：指定具体的列表元素，元素之间以逗号分隔，列表元素需要使用中括号括起来。

我们在Python Shell中运行代码，看看运行结果怎样：

6.2.2 追加元素

列表是可变的序列对象，列表可以追加元素。

1 在列表中追加单个元素时，可以使用列表的append（x）方法。

2 在列表中追加多个元素时，可以使用加（+）运算符或列表的extend（t）方法

我们在Python Shell中运行代码，看看运行结果怎样：

6.2.3 插入元素

想向列表中插入元素时，可以使用列表的list.insert（i，x）方法，其中，i指定索引位置，x是要插入的元素。

我们在Python Shell中运行代码，看看运行结果怎样：

6.2.4 替换元素

想替换列表中的元素时，将列表下标索引元素放在赋值符号（=）的左边，进行赋值即可。
我们在Python Shell中运行代码，看看运行结果怎样：

6.2.5 删除元素

想在列表中删除元素时，可使用列表的list.remove（x）方法，如果找到匹配的元素x，则删除该元素，如果找到多个匹配的元素，则只删除第一个匹配的元素。

6.3 元组

元组（tuple）是一种不可变序列类型。

6.3.1 创建元组

创建元组时有两种方法。

1 tuple（iterable）函数：参数iterable是可迭代对象（字符串、列表、元组、集合和字典等）。

2 （元素1，元素2，元素3，⋯）：指定具体的元组元素，元素之间以逗号分隔。对于元组元素，可以使用小括号括起来，也可以省略小括号。

我们在Python Shell中运行代码，看看运行结果怎样：

6.3.2 元组拆包

创建元组，并将多个数据放到元组中，这个过程被称为元组打包。与元组打包相反的操作是拆包，就是将元组中的元素取出，分别赋值给不同的变量。

我们在Python Shell中运行代码，看看运行结果怎样：

将元组（102，‘张三’）拆包到变量s_id和s_name

6.4 集合

集合（set）是一种可迭代的、无序的、不能包含重复元素的容器类型的数据。

6.4.1 创建集合

我们可以通过以下两种方式创建集合。

1 set（iterable）函数：参数iterable是可迭代对象（字符串、列表、元组、集合和字典等）。

2 {元素1，元素2，元素3，⋯}：指定具体的集合元素，元素之间以逗号分隔。对于集合元素，需要使用大括号括起来。

我们在Python Shell中运行代码，看看运行结果怎样：

6.4.2 修改集合

修改集合类似于修改列表，可以向其中插入和删除元素。修改可变集合有如右所示的常用方法。
add（elem）：添加元素，如果元素已经存在，则不能添加，不会抛出错误。
remove（elem）：删除元素，如果元素不存在，则抛出错误。
clear（）：清除集合。
我们在Python Shell中运行代码，看看运行结果怎样：

6.5 字典

字典（dict）是可迭代的、通过键（key）来访问元素的可变的容器类型的数据。
字典由两部分视图构成：键视图和值视图。键视图不能包含重复的元素，值视图能。在键视图中，键和值是成对出现的。

6.5.1 创建字典

我们可以通过以下两种方法创建字典。

1 dict（）函数。
2 {key1：value1，key2：value2，…，key_n：value_n}：指定具体的字典键值对，键值对之间以逗号分隔，最后用大括号括起来。

我们在Python Shell中运行代码，看看运行结果怎样：

6.5.2 修改字典

字典可以被修改，但都是针对键和值同时操作的，对字典的修改包括添加、替换和删除。

我们在Python Shell中运行代码，看看运行结果怎样：

6.5.3 访问字典视图

我们可以通过字典中的三种方法访问字典视图。
我们在Python Shell中运行代码，看看运行结果怎样。

items（）：返回字典的所有键值对视图。keys（）：返回字典键视图。
values（）：返回字典值视图。

第2行：返回字典的所有键值对视图dict_items
第4行：dict_items可以使用list（）函数返回键值对列表
第6行：返回字典键视图dict_keys
第8行：dict_keys可以使用list（）函数返回键列表
第10行：返回字典值视图dict_values
第12行：dict_values可以使用list（）函数返回值列表

6.6 动动手——遍历字典

我们来动手试一试，参考代码如下：

6.7 练一练

判断对错（请在括号内打√或×，√表示正确，×表示错误）。

1）列表的元素是不能重复的。（）

2）集合的元素是不能重复的。（）

3）字典由键和值两个视图构成，键视图中的元素不能重复，值视图中的元素可以重复。（）

4）在序列的切片运算符[start：end]中，start是开始索引，end是结束索引。切下来的子列表中包括start和end索引位置的元素。（）

6.8 容器类型的总结

Python中有几种主要的容器类型，这些类型在编程中非常有用。以下是这些容器类型的总结：

1. 列表（List）：列表是Python中最常用的容器类型之一。它们是有序的集合，可以包含任何类型的对象。列表是可变的，这意味着您可以在运行时添加、删除或更改列表中的元素。
2. 元组（Tuple）：元组和列表类似，但有一个重要的区别：元组是不可变的。也就是说，一旦创建了一个元组，就不能更改其中的元素。因此，元组通常用于存储不应该被更改的值。
3. 集合（Set）：集合是无序的、不重复的元素集合。集合是可变的，可以添加或删除元素。集合主要用于测试成员资格，消除重复元素，以及计算交集、并集和差集等。
4. 字典（Dictionary）：字典是无序的键值对集合。每个键都唯一，并且与一个值相关联。字典是可变的，可以添加、删除或更改键值对。字典主要用于存储和查找关联数据。
5. 列表推导式（List Comprehension）：列表推导式是Python中创建新列表的一种方式。它们允许您以一种简洁、易读的方式生成新的列表。
6. 生成器（Generator）：生成器是一种特殊类型的迭代器，用于在需要时才生成值，从而节省内存。生成器在需要时才生成下一个值，这使得它们非常适合于大型数据集。
7. 集合推导式（Set Comprehension）：集合推导式是Python中创建新集合的一种方式。它们允许您以一种简洁、易读的方式生成新的集合。
8. 字典推导式（Dictionary Comprehension）：字典推导式是Python中创建新字典的一种方式。它们允许您以一种简洁、易读的方式生成新的字典。

以上就是Python中主要的容器类型。每种类型都有其特定的用途，选择使用哪种类型取决于您的特定需求。