Python程序设计 数据容器（List、Tuple、Dict、Set）
一、列表
1. 列表的格式
[数据1, 数据2, 数据3, 数据4......]
# [] (中括号) 代表列表
# list 是列表类型
# 列表是一个数据容器, 我们可以在里面放置数据(比如我们前面学到的<数字/小数/字符串/布尔类型>)
list1 = [1, 2, 3, 'a', 'b', 'c', True, 3 > 4, print]
print(list1)
print(type(list1)) 输出结果：
[1, 2, 3, 'a', 'b', 'c', True, False, ]
列表可以一次性存储多个数据，且可以为不同数据类型。
2. 列表的常用操作
列表的作用是一次性存储多个数据，程序员可以对这些数据进行的操作有：增、删、改、查。
2.1 查找
索引/下标取值
- 支持正序取值或者逆序取值，超出索引范围会报错
- 正序：索引从
0开始 - 逆序：索引从
-1开始
"""列表是有序的数据容器"""
name_list = ['张三', '李四', '王五', '赵六']
# 正序取值: 索引从 0 开始
print(name_list[0])
print(name_list[3])
# print(name_list[6]) # 取值超出索引范围会报错: IndexError: list index out of range
# 逆序取值: 索引从 -1 开始
print(name_list[-1])
print(name_list[-4])切片取值
Python中符合序列的有序序列都支持切片（slice），切片 方法适用于 字符串、列表、元组。
格式：
[起始值:结束值:步长]
- start: 起始索引，从0开始，-1表示结束
- stop：结束索引
- step：步长，end-start，步长为正时，从左向右取值。步长为负时，反向取值
array1 = list(range(10))
# 指定区间切片
print(array1[2:5])
print(array1[2:-2])
# 从头开始切片
print(array1[0:5])
# 切片到末尾
print(array1[0:])
# 省略参数切全部内容
print(array1[:])
# 指定步长切片
print(array1[0:5:1])
print(array1[0:5:2])列表查找/统计的方法
- index()：返回指定数据所在位置的索引 。
语法
列表序列.index(数据)name_list = ['Tom', 'Lily', 'Rose']
print(name_list.index('Lily', 0, 2)) # 1注意：如果查找的数据不存在则报错
- count()：统计指定数据在当前列表中出现的次数。
name_list = ['Tom', 'Lily', 'Rose']
print(name_list.count('Lily')) # 1- len()：访问列表长度，即列表中数据的个数。
name_list = ['Tom', 'Lily', 'Rose']
print(len(name_list)) # 3判断是否存在
- in：判断指定数据在某个列表序列，如果在返回True，否则返回False
name_list = ['Tom', 'Lily', 'Rose']
# 结果：True
print('Lily' in name_list)
# 结果：False
print('Lilys' in name_list)- not in：判断指定数据不在某个列表序列，如果不在返回True，否则返回False
name_list = ['Tom', 'Lily', 'Rose']
# 结果：False
print('Lily' not in name_list)
# 结果：True
print('Lilys' not in name_list)- 例子
name_list = ['张三', '李四', '王五', '赵四']
name = input('请输入您要搜索的名字：')
if name in name_list:
print(f'您输入的名字是{name}, 名字已经存在')
else:
print(f'您输入的名字是{name}, 名字不存在')2.2 增加
作用：增加指定数据到列表中。
-
append()：列表结尾追加数据。
列表序列.append(数据)name_list = ['张三', '李四', '王五', '赵四']
name_list.append('钱六')
# 结果：['张三', '李四', '王五', '赵四', '钱六']
print(name_list)列表追加数据的时候，直接在原列表里面追加了指定数据，即修改了原列表，故列表为可变类型数据。
注意
如果append()追加的数据是一个序列，则追加整个序列到列表
name_list2 = ['张三', '李四', '王五', '赵六']
name_list2.append(['钱六', '孙七'])
print(name_list2)
# 结果：['张三', '李四', '王五', '赵六', ['钱六', '孙七']]
print(name_list2)- extend()：列表结尾追加数据，如果数据是一个序列，则将这个序列的数据逐一添加到列表。
列表序列.extend(数据)- 例子
name_list = ['Tom', 'Lily', 'Rose']
name_list.extend('xiaoming')
# 结果：['Tom', 'Lily', 'Rose', 'x', 'i', 'a', 'o', 'm', 'i', 'n', 'g']
print(name_list)name_list2 = ['张三', '李四', '王五', '赵六']
name_list3 = ['钱六', '孙七']
name_list2.extend(name_list3) # 把 name_list3 列表数据合并到 name_list2 尾部
print(name_list2)
# 结果：['张三', '李四', '王五', '赵六','钱六', '孙七']- insert()：指定位置新增数据。
列表序列.insert(位置下标, 数据)name_list4 = ['张三', '李四', '王五', '赵六']
name_list4.insert(2, '钱六') # 在索引为 2 的位置插入数据
print(name_list4)
# 结果：['张三', '李四','钱六', '王五', '赵六']2.3 删除
- pop()：删除指定下标的数据(默认为最后一个)，并返回该数据。
列表序列.pop(下标)- remove()：移除列表中某个数据的第一个匹配项。
列表序列.remove(数据)- 例子
list1 = ['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f']
# pop() 默认删除最后一个元素,可以指定索引
# remove() 指定元素进行删除
list1.pop()
list1.pop(0)
list1.remove('e')2.4 修改
- 修改指定下标数据
name_list = ['Tom', 'Lily', 'Rose']
name_list[0] = 'aaa'
# 结果：['aaa', 'Lily', 'Rose']
print(name_list)- 逆置：reverse()
num_list = [1, 5, 2, 3, 6, 8]
num_list.reverse()
# 结果：[8, 6, 3, 2, 5, 1]
print(num_list)- 排序：sort()
列表序列.sort( key=None, reverse=False)注意：reverse表示排序规则，reverse = True 降序， reverse = False 升序（默认）
- 例子
num_list = [1, 5, 2, 3, 6, 8]
num_list.sort()
# 结果：[1, 2, 3, 5, 6, 8]
print(num_list)3. 列表的循环遍历
需求：依次打印列表中的各个数据。
3.1 while
name_list = ['Tom', 'Lily', 'Rose']
i = 0
while i < len(name_list):
print(name_list[i])
i += 13.2 for
name_list = ['Tom', 'Lily', 'Rose']
for i in name_list:
print(i)4. 列表嵌套
所谓列表嵌套指的就是一个列表里面包含了其他的子列表。
应用场景：要存储班级一、二、三三个班级学生姓名，且每个班级的学生姓名在一个列表。
name_list = [['小明', '小红', '小绿'], ['Tom', 'Lily', 'Rose'], ['张三', '李四', '王五']]思考： 如何查找到数据"李四"？
# 第一步：按下标查找到李四所在的列表
print(name_list[2])
# 第二步：从李四所在的列表里面，再按下标找到数据李四
print(name_list[2][1])二、元组
1. 定义元组
元组特点：定义元组使用小括号，且逗号隔开各个数据，数据可以是不同的数据类型。
# 多个数据元组
t1 = (10, 20, 30)
# 单个数据元组
t2 = (10,)注意：如果定义的元组只有一个数据，那么这个数据后面也好添加逗号，否则数据类型为唯一的这个数据的数据类型
t2 = (10,)
print(type(t2)) # tuple
t3 = (20)
print(type(t3)) # int
t4 = ('hello')
print(type(t4)) # str2. 元组的常见操作
元组数据不支持修改，只支持查找，具体如下：
-
按下标查找数据
tuple1 = ('aa', 'bb', 'cc', 'bb')
print(tuple1[0]) # aa- index()：查找某个数据，如果数据存在返回对应的下标，否则报错，语法和列表、字符串的index方法相同。
tuple1 = ('aa', 'bb', 'cc', 'bb')
print(tuple1.index('aa')) # 0- count()：统计某个数据在当前元组出现的次数。
tuple1 = ('aa', 'bb', 'cc', 'bb')
print(tuple1.count('bb')) # 2- len()：统计元组中数据的个数。
tuple1 = ('aa', 'bb', 'cc', 'bb')
print(len(tuple1)) # 4- 注意：元组内的直接数据如果修改则立即报错
tuple1 = ('aa', 'bb', 'cc', 'bb')
tuple1[0] = 'aaa'- 但是如果元组里面有列表，修改列表里面的数据则是支持的
tuple2 = (10, 20, ['aa', 'bb', 'cc'], 50, 30)
print(tuple2[2]) # 访问到列表
# 结果：(10, 20, ['aaaaa', 'bb', 'cc'], 50, 30)
tuple2[2][0] = 'aaaaa'
print(tuple2)
# 结果: (10, 20, ['aaaaa', 'bb', 'cc'], 50, 30)三、字典
1. 创建字典的语法
字典特点：
-
符号为
{} -
数据为
键值对形式出现 -
各个键值对之间用
逗号隔开
"""字典的创建"""
"""
{} 大括号是字典创建的符号
字典类型
字典中数据形式是键值对的形式, 即 key: value 的形式
key: value 键值对之间用英文形式的冒号隔开
key -->
冒号左边是字典的键,
在一个字典中键必须唯一: 键可以是字符串/数值/元组/布尔类型, 不能是列表
取值是根据键取对应的值
value -->
冒号右边是键的值, 可以是Python任意类型
"""
dict1 = {'name': '正心', 520: True, (1,): 18}
print(dict1['name'])
print(type(dict1))
# 空字典
dict2 = {}
dict3 = dict() 注意：一般称冒号前面的为键(key)，简称k；冒号后面的为值(value)，简称v。
2. 字典的常见操作
2.1 增
- 写法： 字典序列[key] = 值
注意：如果key存在则修改这个key对应的值；如果key不存在则新增此键值对。
dict1 = {
'name': '张三',
'age': 18,
'gender': '男'
}
# 如果key不存在则新增此键值对
dict1['爱好'] = '吃喝玩乐'
print(dict1)
# 结果: {'name': '张三', 'age': 18, 'gender': '男', '爱好': '吃喝玩乐'}
# 如果key存在则修改这个key对应的值
dict1['gender'] = '女'
print(dict1)
# 结果: {'name': '张三', 'age': 18, 'gender': '女', '爱好': '吃喝玩乐'}注意：字典为可变类型
- update : 更新/合并字典
"""合并字典"""
dict2 = {'name': '张三', 'age': 18, 'gender': '男', '爱好': '吃喝玩乐'}
dict3 = {'学校': 'xxxxx', '爱好': ['吃', '喝', '玩', '乐']}
dict2.update(dict3)
print(dict2)
# 结果: {'name': '张三', 'age': 18, 'gender': '男', '爱好': ['吃', '喝', '玩', '乐'], '学校': 'xxxxx'}2.2 删
- del() / del：指定键, 删除字典中键值对
dict1 = {
'name': '张三',
'age': 18,
'gender': '男'
}
# 指定键, 删除字典中键值对
del(dict1['gender'])
print(dict1)
# 结果: {'name': '张三', 'age': 18}2.3 改
写法： 字典序列[key] = 值
注意：如果key存在则修改这个key对应的值 ；如果key不存在则新增此键值对。
2.4 查
key查找
dict1 = {
'name': '张三',
'age': 18,
'gender': '男'
}
print(dict1['name']) # 张三
print(dict1['id']) # 报错如果当前查找的key存在，则返回对应的值；否则则报错。
get()
字典序列.get(key, 默认值)注意：如果当前查找的key不存在则返回第二个参数(默认值)，如果省略第二个参数，则返回None。
dict1 = {
'name': '张三',
'age': 18,
'gender': '男'
}
print(dict1.get('name')) # 张三
print(dict1.get('id', 100)) # 100
print(dict1.get('id')) # Nonekeys()
dict1 = {
'name': '张三',
'age': 18,
'gender': '男'
}
print(dict1.keys()) # dict_keys(['name', 'age', 'gender'])values()
dict1 = {
'name': '张三',
'age': 18,
'gender': '男'
}
print(dict1.values()) # dict_values(['张三', 18, '男'])items()
dict1 = {
'name': '张三',
'age': 18,
'gender': '男'
}
print(dict1.items()) # dict_items([('name', '张三'), ('age', 18), ('gender', '男')])3. 字典的循环遍历
3.1 遍历字典的key
dict1 = {
'name': '张三',
'age': 18,
'gender': '男'
}
for key in dict1.keys():
print(key)3.2 遍历字典的value
dict1 = {
'name': '张三',
'age': 18,
'gender': '男'
}
for value in dict1.values():
print(value)3.3 遍历字典的元素
dict1 = {
'name': '张三',
'age': 18,
'gender': '男'
}
for item in dict1.items():
print(item)3.4 解包键值对
dict1 = {
'name': '张三',
'age': 18,
'gender': '男'
}
for key, value in dict1.items():
print(key, value)四、集合
1. 创建集合
创建集合使用{}或set()， 但是如果要创建空集合只能使用set()，因为{}用来创建空字典。
s1 = {10, 20, 30, 40, 50}
print(s1)
s2 = {10, 30, 20, 10, 30, 40, 30, 50}
print(s2)
s3 = set('abcdefg')
print(s3)
s4 = set()
print(type(s4)) # set
s5 = {}
print(type(s5)) # dict特点：
-
集合可以去掉重复数据；
-
集合数据是无序的，故不支持下标
2. 集合的常见操作方法
2.1 增加数据
- add()
s1 = {10, 20}
s1.add(100)
s1.add(10)
print(s1) # {100, 10, 20}因为集合有去重功能，所以，当向集合内追加的数据是当前集合已有数据的话，则不进行任何操作。
- update(), 追加的数据是序列
s1 = {10, 20}
# s1.update(100) # 报错
s1.update([100, 200])
s1.update('abc')
print(s1)2.2 删除数据
- remove()，删除集合中的指定数据，如果数据不存在则报错。
s1 = {10, 20}
s1.remove(10)
print(s1)
s1.remove(10) # 报错
print(s1)- discard()，删除集合中的指定数据，如果数据不存在也不会报错。
s1 = {10, 20}
s1.discard(10)
print(s1)
s1.discard(10)
print(s1)2.3 查找数据
-
in：判断数据在集合序列
-
not in：判断数据不在集合序列
s1 = {10, 20, 30, 40, 50}
print(10 in s1)
print(10 not in s1)五、公共操作
1. 运算符
| 运算符 | 描述 | 支持的容器类型 |
|---|---|---|
| + | 合并 | 字符串、列表、元组 |
| * | 复制 | 字符串、列表、元组 |
| in | 元素是否存在 | 字符串、列表、元组、字典 |
| not in | 元素是否不存在 | 字符串、列表、元组、字典 |
1.1. +
# 1. 字符串
str1 = 'aa'
str2 = 'bb'
str3 = str1 + str2
print(str3) # aabb
# 2. 列表
list1 = [1, 2]
list2 = [10, 20]
list3 = list1 + list2
print(list3) # [1, 2, 10, 20]
# 3. 元组
t1 = (1, 2)
t2 = (10, 20)
t3 = t1 + t2
print(t3) # (10, 20, 100, 200)1.2. *
# 1. 字符串
print('-' * 10) # ----------
# 2. 列表
list1 = ['hello']
print(list1 * 4) # ['hello', 'hello', 'hello', 'hello']
# 3. 元组
t1 = ('world',)
print(t1 * 4) # ('world', 'world', 'world', 'world')1.3. in 或 not in
# 1. 字符串
print('a' in 'abcd') # True
print('a' not in 'abcd') # False
# 2. 列表
list1 = ['a', 'b', 'c', 'd']
print('a' in list1) # True
print('a' not in list1) # False
# 3. 元组
t1 = ('a', 'b', 'c', 'd')
print('aa' in t1) # False
print('aa' not in t1) # True2. 公共方法
| 函数 | 描述 |
|---|---|
| len() | 计算容器中元素个数 |
| del 或 del() | 删除 |
| max() | 返回容器中元素最大值 |
| min() | 返回容器中元素最小值 |
| range(start, end, step) | 生成从start到end的数字，步长为 step，供for循环使用 |
| enumerate() | 函数用于将一个可遍历的数据对象(如列表、元组或字符串)组合为一个索引序列，同时列出数据和数据下标，一般用在 for 循环当中。 |
2.1 len()
# 1. 字符串
str1 = 'abcdefg'
print(len(str1)) # 7
# 2. 列表
list1 = [10, 20, 30, 40]
print(len(list1)) # 4
# 3. 元组
t1 = (10, 20, 30, 40, 50)
print(len(t1)) # 5
# 4. 集合
s1 = {10, 20, 30}
print(len(s1)) # 3
# 5. 字典
dict1 = {'name': 'Rose', 'age': 18}
print(len(dict1)) # 22.2 del()
# 1. 字符串
str1 = 'abcdefg'
del str1
print(str1)
# 2. 列表
list1 = [10, 20, 30, 40]
del(list1[0])
print(list1) # [20, 30, 40]2.3 max()
# 1. 字符串
str1 = 'abcdefg'
print(max(str1)) # g
# 2. 列表
list1 = [10, 20, 30, 40]
print(max(list1)) # 402.4 min()
# 1. 字符串
str1 = 'abcdefg'
print(min(str1)) # a
# 2. 列表
list1 = [10, 20, 30, 40]
print(min(list1)) # 102.5 range()
# 1 2 3 4 5 6 7 8 9
for i in range(1, 10, 1):
print(i)
# 1 3 5 7 9
for i in range(1, 10, 2):
print(i)
# 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
for i in range(10):
print(i)2.6 enumerate()
- 语法
enumerate(可遍历对象, start=0)enumerate() 函数用于将一个可遍历的数据对象(如列表、元组或字符串)组合为一个索引序列，同时列出数据和数据下标，一般用在 for 循环当中。
注意：start参数用来设置遍历数据的下标的起始值，默认为0。
- 例子
list1 = ['a', 'b', 'c', 'd', 'e']
for i in enumerate(list1):
print(i)
for index, char in enumerate(list1, start=1):
print(f'下标是{index}, 对应的字符是{char}')3. 容器类型转换
3.1 tuple()
作用：将某个序列转换成元组
list1 = [10, 20, 30, 40, 50, 20]
s1 = {100, 200, 300, 400, 500}
print(tuple(list1))
print(tuple(s1))3.2 list()
作用：将某个序列转换成列表
t1 = ('a', 'b', 'c', 'd', 'e')
s1 = {100, 200, 300, 400, 500}
print(list(t1))
print(list(s1))3.3 set()
作用：将某个序列转换成集合
list1 = [10, 20, 30, 40, 50, 20]
t1 = ('a', 'b', 'c', 'd', 'e')
print(set(list1))
print(set(t1))注意：
-
集合可以快速完成列表去重
-
集合不支持下标
六、推导式
1. 列表推导式
作用：用一个表达式创建一个有规律的列表或控制一个有规律列表。
列表推导式又叫列表生成式。
1.1 例子
需求：创建一个0-10的列表。
- while循环实现
# 1. 准备一个空列表
list1 = []
# 2. 书写循环，依次追加数字到空列表list1中
i = 0
while i < 10:
list1.append(i)
i += 1
print(list1)- for循环实现
list1 = []
for i in range(10):
list1.append(i)
print(list1)- 列表推导式实现
list1 = [i for i in range(10)]
print(list1)1.2 带if的列表推导式
需求：创建0-10的偶数列表
- 方法一：range()步长实现
list1 = [i for i in range(0, 10, 2)]
print(list1)- 方法二：if实现
list1 = [i for i in range(10) if i % 2 == 0]
print(list1)2. 字典推导式
2.1 例子
- 创建一个字典：字典key是1-5数字，value是这个数字的2次方。
dict1 = {i: i**2 for i in range(1, 5)}
print(dict1) # {1: 1, 2: 4, 3: 9, 4: 16}- 将两个列表合并为一个字典
list1 = ['name', 'age', 'gender']
list2 = ['Tom', 20, 'man']
dict1 = {list1[i]: list2[i] for i in range(len(list1))}
print(dict1)3. 集合推导式
需求：创建一个集合，数据为下方列表的2次方。
list1 = [1, 1, 2]代码如下：
list1 = [1, 1, 2]
set1 = {i ** 2 for i in list1}
print(set1) # {1, 4}注意：集合有数据去重功能。
七、深浅拷贝
1. 浅拷贝（copy）
浅拷贝：数据半共享（复制其数据独立内存存放，但是只拷贝成功第一层）
>>> a = [1, 2, 3]
>>> b = a.copy()
>>> c = list(a)
>>> d = a[:]
>>> a[0] = 'integer lists are boring'
>>> a
['integer lists are boring', 2, 3]
>>> b
[1, 2, 3]
>>> c
[1, 2, 3]
>>> d
[1, 2, 3]2. 深拷贝（deepcopy）
深拷贝：数据完全不共享（复制其数据完完全全放独立的一个内存，完全拷贝，数据不共享）
深拷贝就是完完全全复制了一份，且数据不会互相影响，因为内存不共享。
深拷贝的方法有
>>> import copy
>>> a = [1, 2, 3, [1, 2, 3]]
>>> b = copy.copy(a)
>>> a[3][0] = "surprises"
>>> b
[1, 2, 3, ['surprises', 2, 3]]
>>> c = copy.deepcopy(b)
>>> b[3][0] = "i hate surprises"
>>> c
[1, 2, 3, ['surprises', 2, 3]]
>>> b
[1, 2, 3, ['i hate surprises', 2, 3]]