【头歌系统Python实验】元组与字典

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第1关：元组的使用：这份菜单能修改吗？

第2关：字典的使用：这份菜单可以修改 

第3关：字典的遍历：菜名和价格的展示

第4关：嵌套 - 菜单的信息量好大 

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如果对你有帮助的话，不妨点赞收藏评论一下吧，爱你么么哒❤️❤️❤️

第1关：元组的使用：这份菜单能修改吗？

任务描述

元组看起来犹如列表，但元组使用圆括号（）而不是[]来标识，而且列表的元素可以修改，但元组的元素不能修改。本关介绍元组的常见使用方法以及元组和列表的使用区别。下面用饭店菜单的例子来说明列表和元组使用的应用场景：

现在有一个餐馆要向每个包厢都投放两份菜单，菜单上有4种菜名。我们想将两个菜单上最后一道菜名互换一下，也想快速知道改变后的两份菜单上单词首字母最大的菜名。而我们首先需要判断该用列表的方法还是元组的方法实现这个目标。为了实现这个目标，我们需要先学习元组的相关使用知识以及元组与列表的区别。

相关知识

元组与列表

元组与列表很相似，两者之间的差别在于：

• 列表在初始化后其中的元素还可以进行增删改等操作，但是元组在初始化后其中的元素不能进行更改；

• 列表在赋值时使用方括号[]，而元组在赋值时使用小括号()。

因为元组具有不可变的特性，所以在能用元组替代列表的地方最好都使用元组，这样代码更安全。

创建元组

元组创建很简单，只需要在括号()中添加元素，元素之间用逗号隔开。元组中只包含单个元素时，需要在该元素后面添加逗号。例如：

1. menu1 = ('meat','fish','chicken')

2. menu2 = ('meat',)

访问元组

元组和列表一样，可以使用下标索引来访问元组中的值。例如:

1. menu = ('meat','fish','chicken','carrot')

2. print(menu[0])

3. print(menu[1:3])

输出结果：

1. meat

2. ('fish', 'chicken')

修改元组

元组中的元素值是不可以修改的，如果强行修改会报错。例如我们想修改元组menu中的某个值：

1. menu = ('meat','fish','chicken','carrot')

2. menu[0] = 'pizza'

3. print(menu[0])

输出结果：

1. TypeError: 'tuple' object does not support item assignment

系统会自动报错，元组中的元素值不支持修改。

元组内置函数

元组和列表一样，都有一些内置函数方便编程。例如：

• len(tuple)：计算元组中元素个数；

• max(tuple)：返回元组中元素的最大值；

• min(tuple)：返回元组中元素的最小值；

• tuple(seq)：将列表转换为元组。

元组中的元素是不能改变的，它也没有append()、insert()这样的方法，但其他获取元素的方法和列表是一样的。

编程要求

本关的编程任务是补全src/Step1/menu_test.py文件的代码内容，实现如下功能：

• 将输入的菜单menu_list转换为元组类型；

• 打印输出生成的元组；

• 打印输出元组中首字母最大的元素。

本关涉及的代码文件src/Step1/menu_test.py的代码框架如下：

1. # coding=utf-8

3. # 创建并初始化munu_list列表

4. menu_list = []

5. while True:

6. try:

7. food = input()

8. menu_list.append(food)

9. except:

10. break

12. # 请在此添加代码，对menu_list进行元组转换以及元组计算等操作，并打印输出元组及元组最大的元素

13. ########## Begin ##########

18. ########## End ##########

测试说明

本关的测试文件是src/Step1/menu_test.py，测试过程如下：

1. 平台自动编译并运行menu_test.py，并以标准输入方式提供测评输入；

2. 平台获取程序的输出，然后将其与预期输出对比。如果一致则测试通过，否则测试失败。

以下是平台对src/Step1/menu_test.py的样例测试集：

测试输入：

1. pizza

2. chicken

3. carrot

4. turkey

5. banana

预期输出：

1. ('pizza', 'chicken', 'carrot', 'turkey', 'banana')

2. turkey

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开始你的任务吧，祝你成功！

# coding=utf-8

# 创建并初始化menu_list列表
menu_list = []
while True:
    try:
        food = input()
        menu_list.append(food)
    except:
        break

# 请在此添加代码，对menu_list进行元组转换以及元组计算等操作，并打印输出元组及元组最大的元素
###### Begin ######
menu_tuple=tuple(menu_list)
print(menu_tuple[0:len(menu_tuple)])
print(max(menu_tuple))


#######  End #######

第2关：字典的使用：这份菜单可以修改 

任务描述

字典和列表一样，都是 Python 中十分重要的可变容器模型，都可以存储任意类型元素。我们将以菜单的例子来说明字典使用的基本知识，餐馆的菜单上不仅包含菜名，菜名后面还必须包含该道菜的价格。如果要用列表实现，就需要两个列表，例如：

1. list_menu = ['fish','pork','potato','noodles']

2. list_price = [40,30,15,10]

给定一个菜名，要查找相应的价格，就先要在list_menu中找到相应的位置，再在list_price中找到相应的价格。这种方式效率低下，那么我们是否可以将菜名和价格都存储在一个可变容器中呢？答案是可以的。

在本关中，我们将学习和掌握能够将相关信息关联起来的 Python 字典的相关知识，并完成对包含菜名和价格的菜单的处理操作。

相关知识

字典是 Python 最强大的数据类型之一，通过键-值对的方式建立数据对象之间的映射关系。字典的每个键-值对用冒号:分割，每个键-值对间用逗号,分隔开，字典则包含在{}中。列表格式如下：

1. d = { key1 : value1, key2 : value2 }

每个键都与一个值相关联，我们可以使用键来访问与之相关联的值。与键相关联的值可以是数字、字符串、列表乃至字典。事实上，可将任何 Python 对象用作字典中的值。

访问字典中的值

要获取与键相关联的值，可依次指定字典名和放在方括号内的键，如下所示：

1. # 创建并初始化menu字典

2. menu = {'fish':40, 'pork':30, 'potato':15, 'noodles':10}

4. # 获取并返回menu字典中键'fish'键对应的值

5. print(menu['fish'])

输出结果：

1. 40

添加键-值对

字典是一种动态数据结构，可随时在字典中添加键-值对。要添加键-值对时，可依次指定字典名、键和键对应的值。下面在字典menu中添加两道菜的菜名和价格：

1. # 创建并初始化menu字典

2. menu = {'fish':40, 'pork':30, 'potato':15, 'noodles':10}

4. # 向menu字典中添加菜名和价格

5. menu['juice'] = 12

6. menu['egg'] = 5

8. # 输出新的menu

9. print(menu)

输出结果：

1. {'fish': 40,'pork': 30,'potato': 15,'noodles': 10, 'juice': 12,'egg': 5}

新的menu字典包含6个键-值对，新增加的两个键-值对（菜名和对应价格）添加在了原有键-值对的后面。

注意：字典中键-值对的排列顺序和添加顺序没有必然联系。Python 不关心字典中键-值对的排列顺序，而只关心键与值的对应关系。 同理，字典和列表一样，可以先创建一个空字典，然后可以不断向里面添加新的键-值对。

修改字典中的值

字典和列表一样，里面的值都是可以修改的。要修改字典中的值，可直接指定字典中的键所对应的新值。例如，将menu中的fish价格改为50：

1. # 创建并初始化menu字典

2. menu = {'fish':40, 'pork':30, 'potato':15, 'noodles':10}

4. # 修改menu字典中菜fish的价格

5. menu['fish'] = 50

7. # 打印输出新的menu

8. print(menu)

输出结果：

1. {'fish': 50, 'pork': 30, 'potato': 15, 'noodles': 10}

删除键-值对

我们可以通过del方法删除字典中不需要的键-值对。使用del方法时，要指定字典名和要删除的键。例如，在menu菜单中删除键noodles和它的值：

1. # 创建并初始化menu字典

2. menu = {'fish':40, 'pork':30, 'potato':15, 'noodles':10}

4. # 删除noodles键值对

5. del menu['noodles']

7. # 打印输出新的menu

8. print(menu)

输出结果：

1. {'fish': 40, 'pork': 30, 'potato': 15}

如果您想了解更多有关字典使用的知识，请参考：【美】 Eric Matthes 著《 Python 编程——从入门到实践》第六章。

编程要求

本关的编程任务是补全src/Step2/menu.py文件的代码，实现相应的功能。具体要求如下:

• 向menu_dict字典中添加一道菜名lamb，它的价格是50；

• 获取menu_dict字典中的fish的价格并打印出来；

• 将menu_dict字典中的fish的价格改为100；

• 删除menu_dict字典中noodles这道菜；

• 输出新的menu_dict菜单。

本关涉及的代码文件src/Step2/menu.py的代码框架如下：

1. # coding=utf-8

3. # 创建并初始化munu_dict字典

4. menu_dict = {}

5. while True:

6. try:

7. food = input()

8. price = int(input())

9. menu_dict[food]= price

10. except:

11. break

13. # 请在此添加代码，实现对menu_dict的添加、查找、修改等操作，并打印输出相应的值

14. ########## Begin ##########

17. ########## End ##########

测试说明

本关的测试文件是src/Step2/menu.py，测试过程如下：

1. 平台自动编译并运行menu.py，并以标准输入方式提供测试输入；

2. 平台获取程序输出，并将其输出与预期输出对比。如果一致则测试通过，否则测试失败。

以下是平台对src/Step2/menu.py的样例测试集：

测试输入：

1. pizza

2. 40

3. noodles

4. 30

5. carrot

6. 20

7. turkey

8. 34

9. fish

10. 37

预期输出：

1. 37

2. {'pizza': 40, 'carrot': 20, 'turkey': 34, 'fish': 100, 'lamb': 50}

---

开始你的任务吧，祝你成功！

# coding=utf-8

# 创建并初始化menu_dict字典
menu_dict = {}
while True:
    try:
        food = input()
        price = int(input())
        menu_dict[food]= price
    except:
        break

# 请在此添加代码，实现对menu_dict的添加、查找、修改等操作，并打印输出相应的值
########## Begin ##########
menu_dict['lamb']=50
print(menu_dict['fish'])
menu_dict['fish']=100
del menu_dict['noodles']
print(menu_dict)


########## End ##########

第3关：字典的遍历：菜名和价格的展示

任务描述

Python 字典中包含大量数据，它和列表一样，支持遍历操作。Python有多种遍历字典的方式，可以遍历字典的所有键-值对、键或值。例如，餐馆的菜单包含了菜名和价格等信息，餐馆需要将菜名和价格都展示给顾客，但也有些时候只需要将菜名都展示给厨师，还有些时候只需要将价格展示给收银员，这三种情况就用到了字典不同的遍历方式。

本关的目标是让学习者掌握字典遍历的相关知识和用法，并基于这些知识实现对菜单不同的查找和展示处理。

相关知识

遍历字典中的键-值对

Python 为字典类型提供了items()方法，items()方法会将字典里的所有的键与值一起返回。例如，餐馆有一个菜单包含了菜名和价格信息，菜名和价格顾客都需要知道，可以通过遍历输出menu字典的键和值来实现：

1. # coding = utf-8

3. # 创建并初始化menu菜单字典

4. menu={'fish':'40','pork':'30','potato':'20','lamb':'50'}

6. # 利用items()方法遍历输出键和值

7. for key,value in menu.items():

8. print('\nkey:'+key)

9. print('value:'+value)

输出结果：

1. key:fish

2. value:40

4. key:pork

5. value:30

7. key:potato

8. value:20

10. key:lamb

11. value:50

输出结果表示，items()方法每次都将对应的键和值指定到key和value变量中，然后用for循环输出。

遍历字典中的键

对于餐馆中的厨师来说，他们并不想要知道菜的价格，只需要知道菜名然后将其做出来就行。所以对于厨师来说，我们需要遍历menu字典中的所有菜名。Python 为字典类型内置了keys()方法，该方法会将字典里的键遍历出来。例如：

1. # 创建并初始化menu菜单字典

2. menu={'fish':'40','pork':'30','potato':'20','lamb':'50'}

4. # 利用keys()方法遍历输出键

5. for key in menu.keys():

6. print('food_name:'+key)

输出结果：

1. food_name:fish

2. food_name:pork

3. food_name:potato

4. food_name:lamb

输出结果表示，keys()方法每次都是将menu菜单中的键输出，显示菜名。

遍历字典中的值

对于餐馆中的收银员来说，他们可能并不想知道菜单的菜名，只需要知道菜的价格，然后收账即可。所以对于收银员来说，我们需要遍历menu字典中的所有菜的价格。Python 为字典类型内置了values()方法，该方法会将字典里的值遍历出来。例如：

1. # 创建并初始化menu菜单字典

2. menu={'fish':'40','pork':'30','potato':'20','lamb':'50'}

4. # 利用values()方法遍历输出值

5. for value in menu.values():

6. print('food_price:'+value)

输出结果：

1. food_price:40

2. food_price:30

3. food_price:20

4. food_price:50

输出结果表示，values()方法每次都是将menu菜单中的值输出，显示菜的价格。

如果您想了解更多有关字典使用的知识，请参考：【美】 Eric Matthes 著《 Python 编程——从入门到实践》第六章。

编程要求

本关的编程任务是补全src/Step3/key-values.py文件的代码，实现相应的功能。具体要求如下：

• 将menu_dict菜单的键遍历输出；

• 将menu_dict菜单的值遍历输出。

本关涉及的代码文件src/Step3/key_values.py的代码框架如下：

1. # coding=utf-8

3. # 创建并初始化munu_dict字典

4. menu_dict = {}

5. while True:

6. try:

7. food = input()

8. price = int(input())

9. menu_dict[food]= price

10. except:

11. break

13. # 请在此添加代码，实现对menu_dict的遍历操作并打印输出键与值

14. ########## Begin ##########

17. ########## End ##########

测试说明

本关的测试文件是src/Step3/key_values.py，测试过程如下：

1. 平台自动编译并运行key_values.py，并以标准输入方式提供测试输入；

2. 平台获取程序输出，并将其输出与预期输出对比。如果一致则测试通过，否则测试失败。

以下是平台对src/Step3/key_values.py的样例测试集：

测试输入：

1. Spring Rolls

2. 40

3. pork

4. 30

5. Fried Wonton

6. 15

预期输出：

1. Spring Rolls

2. pork

3. Fried Wonton

4. 40

5. 30

6. 15

---

开始你的任务吧，祝你成功！

# coding=utf-8

# 创建并初始化menu_dict字典
menu_dict = {}
while True:
    try:
        food = input()
        price = int(input())
        menu_dict[food]= price
    except:
        break

# 请在此添加代码，实现对menu_dict的遍历操作并打印输出键与值
########## Begin ##########
for key in menu_dict.keys():
    print(key)
for value in menu_dict.values():
    print(value)


########## End ##########

第4关：嵌套 - 菜单的信息量好大 

任务描述

Python 的列表和字典可以存储任意类型的元素，所以我们可以将字典存储在列表中，也可以将列表存储在字典中，这种操作称为嵌套。例如，餐馆中的菜单不仅仅包含菜名和价格，可能还会包含很多其他信息，这时候我们可能就需要采取嵌套的存储方式。

本关任务是让学习者利用嵌套方式存储菜单，让读者掌握 Python 嵌套的基本操作。

相关知识

列表中存储字典

餐馆中已经有了3份菜单，每份菜单都会有菜名和价格。我们要将这些信息存储在一起，可以采取如下方法：将3份菜单用字典的方式存储菜名和价格，然后将这3份菜单字典存储在一个列表中，例如：

1. # 创建3个菜单字典，包含菜名和价格

2. menu1 = {'fish':40, 'pork':30, 'potato':20,'noodles':15}

3. menu2 = {'chicken':30, 'corn':55, 'lamb':65,'onion':12}

4. menu3 = {'bacon':36, 'beaf':48, 'crab':72,'eggs':7}

6. # 将3个菜单字典存储到列表menu_total中

7. menu_total = [menu1,menu2,menu3]

9. # 输出列表

10. print(menu_total)

输出结果：

1. [{'fish': 40, 'pork': 30, 'potato': 20, 'noodles': 15}, {'chicken': 30, 'corn': 55, 'lamb': 65, 'onion': 12}, {'bacon': 36, 'beaf': 48, 'crab': 72, 'eggs': 7}]

字典中存储列表

我们也可以在字典中存储列表。比如我们对于一份菜单，菜名作为键，而值我们想是这道菜的配料，那么我们就可以将这些配料作为列表存储，然后作为值存储在字典中。例如：

1. # 初始化menu菜单，里面包含配料列表

2. menu = {'fish':['vinegar','soy','salt'], 'pork':['sugar','wine']}

4. # 输出pork这道菜的配料

5. print('The burding of pork is:',menu['pork'])

输出结果：

1. The burding of pork is: ['sugar', 'wine']

字典中存储字典

我们也可以在字典中存储字典。例如我们有一份总菜单，包含2个子菜单，每个子菜单都包含菜名和价格。例如：

1. # 创建一个字典menu_sum，里面包含两个子菜单字典menu1和menu2

2. menu_sum = {

3. 'menu1':{'fish':40, 'pork':30, 'potato':20,'noodles':15},

4. 'menu2':{'chicken':30, 'corn':55, 'lamb':65,'onion':12}

5. }

7. # 输出menu1和menu2中的菜名和价格

8. print(menu_sum['menu1'])

9. print(menu_sum['menu2'])

输出结果：

1. {'fish': 40, 'pork': 30, 'potato': 20, 'noodles': 15}

2. {'chicken': 30, 'corn': 55, 'lamb': 65, 'onion': 12}

如果您想了解更多有关嵌套的使用知识，请参考:【美】 Eric Matthes 著《 Python 编程——从入门到实践》第六章。

编程要求

本关的编程任务是补全src/Step4/menu_nest.py文件的代码，实现相应的功能。具体要求如下：

• menu_total列表中初始时只包含menu1字典，menu1字典中包含两道菜和两道菜的价格；

• 编程要求是向menu_total列表中添加另外一个菜单字典menu2，menu2菜单中的菜名和menu1菜单一样，菜的价格是menu1菜的价格的2倍；

• 输出新的menu_total列表。

本关涉及的代码文件src/Step4/menu_nest.py的代码框架如下：

1. # coding=utf-8

3. # 初始化menu1字典，输入两道菜的价格

4. menu1 = {}

5. menu1['fish']=input()

6. menu1['pork']=input()

8. # menu_total列表现在只包含menu1字典

9. menu_total = [menu1]

11. # 请在此添加代码，实现编程要求

12. ########## Begin ##########

15. ########## End ##########

17. # 输出menu_total列表

18. print(menu_total)

测试说明

本关的测试文件是src/Step4/menu_nest.py，测试过程如下：

1. 平台自动编译运行menu_nest.py，并以标准输入方式提供测试输入；

2. 平台获取程序输出，并将其输出与预期输出对比。如果一致则测试通过，否则测试失败。

以下是平台对src/Step4/menu_nest.py的样例测试集：

测试输入：

1. 40

2. 30

预期输出：

1. [{'fish': 40, 'pork': 30}, {'fish': 80, 'pork': 60}]

---

开始你的任务吧，祝你成功！

# coding=utf-8

# 初始化menu1字典，输入两道菜的价格
menu1 = {}
menu1['fish']=int(input())
menu1['pork']=int(input())

# menu_total列表现在只包含menu1字典
menu_total = [menu1]

# 请在此添加代码，实现编程要求
########## Begin ##########
menu2={}
menu2['fish']=menu1['fish']*2
menu2['pork']=menu1['pork']*2

menu_total=menu_total+[menu2]


########## End ##########

# 输出menu_total列表
print(menu_total)