python快速编程入门 • 第5章 组合数据类型

文章目录

• 5.1 认识组合数据类型
• 5.2 列表
• • 5.2.1 创建列表
  • 5.2.2 访问列表元素
  • 5.2.3 添加列表元素
  • 5.2.4 元素排序
  • 5.2.5 删除列表元素
  • 5.2.6 列表推导式
• 5.3 元组
• 5.4 精彩实例
• • 5.4.1 十大歌手
  • 5.4.2 神奇魔方阵
• 5.5 集合
• 5.6 字典
• • 5.6.1 创建字典
  • 5.6.2 字典的访问
  • 5.6.3 元素的添加和修改
  • 5.6.4 字典元素的删除
  • 5.6.5 字典推导式
• 5.7 精彩实例
• • 5.7.1 青春有你
  • 5.7.2 手机通讯录
• 5.8 组合数据类型与运算符
• 5.9 本章小结

5.1 认识组合数据类型

Python中常用的序列类型有字符串、列表和元组。
Python中的序列支持双向索引：正向递增索引和反向递减索引正向递增索引从左向右依次递增，第一个元素的索引为0，第二个元素的索引为1，以此类推；反向递减索引从右向左依次递减，从右数第一个元素的索引为-1，第二个元素的索引为-2，以此类推。

Python集合具备确定性、互异性和无序性三个特性。
Python要求放入集合中的元素必须是不可变类型，Python中的整型、浮点型、字符串类型和元组属于不可变类型，列表、字典及集合本身都属于可变的数据类型。

确定性： 给定一个集合，那么任何一个元素是否在集合中就确定了。
互异性： 集合中的元素互不相同。
无序性： 集合中的元素没有顺序，顺序不同但元素相同的集合可视为同一集合。

映射类型以键值对的形式存储元素，键值对中的键与值之间存在映射关系。
字典（dict）是Python唯一的内置映射类型，字典的键必须遵守以下两个原则：

每个键只能对应一个值，不允许同一个键在字典中重复出现。
字典中的键是不可变类型。

5.2 列表

5.2.1 创建列表

Python列表的创建方式非常简单，既可以直接使用中括号“[]”创建，也可以使用内置的list()函数快速创建。

list_one = []      	 # 使用[]创建空列表
li_two = list() 	 # 使用list()创建空列表

在Python中，支持通过for…in…语句迭代获取数据的对象就是可迭代对象。目前，我们学习过可迭代的类型有字符串和列表，后续学习的集合、字典、文件也是可迭代类型的对象。使用isinstance()函数可以判断目标是否为可迭代对象，返回True表示为可迭代对象。

from collections.abc import Iterable
ls = [3,4,5]
print(isinstance(ls, Iterable))

5.2.2 访问列表元素

列表中的元素可以通过索引或切片这两种方式进行访问，也可以在循环中依次访问。

list_one = ["Java", "C#", "Python", "PHP"]

print(list_one[1]) 

print(list_one[1]) 

for li in li_one:
    print(li, end=' ')

5.2.3 添加列表元素

向列表中添加元素是非常常见的一种列表操作，Python提供了append()、extend()和insert()这几个方法。

list_one = ["Java", "C#", "Python", "PHP"]

list_one.append("C++")

list_one.extend([["Android", "IOS",])

list_one.insert(2,“HTML")

5.2.4 元素排序

列表的排序是将元素按照某种规定进行排列。列表中常用的排序方法有sort()、reverse()、sorted()。

li_one = [6, 2, 5, 3]

list_one.sort()

li_two = sorted(li_one)

li_one.reverse()

5.2.5 删除列表元素

删除列表元素的常用方式有del语句、remove()方法、pop()方法和clear()方法。

li_one = [6, 2, 5, 3, 3]

del li_one[0]

li_one.remove(3)

li_one.pop()

li_one.clear()

5.2.6 列表推导式

列表推导式是符合Python语法规则的复合表达式，它用于以简洁的方式根据已有的列表构建满足特定需求的列表。列表推导式的基本格式如下：

[exp for x in list]

列表推导式还可以结合if判断语句或for循环嵌套，生成更灵活的列表。

带有if语句的列表推导式
for循环嵌套的列表推导式
带有if语句与for循环嵌套的列表推导式

5.3 元组

元组的表现形式为一组包含在圆括号“()”中、由逗号分隔的元素，元组中元素的个数、类型不受限制。除了使用()构建元组外，还可以使用内置函数tuple()构建元组。

t1 = ()	# 使用()构建元组

t2 = tuple()	# 使用tuple构建元组

当使用圆括号“()”创建元组时，如果元组中只包含一个元素，那么需要在该元素的后面添加逗号，从而保证Python解释器能够识别其为元组类型。

t1 = ('python') 
t2 = ('python',)
print(type(t1))
print(type(t2))

运行结果：

<class 'str'>
<class 'tuple'>

5.4 精彩实例

5.4.1 十大歌手

为丰富校园文化生活，学校拟组织一场歌手大赛，从参赛选手中选拔出十名相对突出的学生，授予“校园十大歌手”称号。比赛之中设置有评委组，每名选手演唱完毕之后会由评委组的十名评委打分。为保证比赛公平公正，防止作弊和恶意打分，计算得分时会先去掉最高分和最低分，再计算平均分。
本实例要求编写程序，实现根据需求计算平均分的功能。

5.4.2 神奇魔方阵

魔方阵又称纵横图，是一种n行n列、由自然数1~n×n组成的方阵，该方阵中的数符合以下规律：

1. 方阵中的每个元素都不相等。
2. 每行、每列以及主、副对角线上的个元素之和都相等。

本实例要求编写程序，输出一个5行5列的魔方阵。

5.5 集合

Python的集合（set）本身是可变类型，但Python要求放入集合中的元素必须是不可变类型。
大括号“{}”或内置函数set()均可构建集合。

s1 = {1}	 # 使用{}构建集合

s2 = set([1,2])	 # 使用set构建元组

需要注意，使用{}不能创建空集合（不包含元素的{}创建的是字典变量），空集合只能利用set()函数创建。

set_demo1 = {}
set_demo2 = set()
print(type(set_demo1))
print(type(set_demo2))

运行结果：

<class 'dict'>
<class 'set'>

集合是可变的，集合中的元素可以动态增加或删除。Python提供了一些内置方法来操作集合，常见内置方法如下：

集合也可以利用推导式创建，集合推导式的格式与列表推导式相似，区别在于集合推导式外侧为大括号“{}”，具体如下：

{exp for x in set if cond}

5.6 字典

5.6.1 创建字典

字典的表现形式为一组包含在大括号“· {}·”中的键值对，每个键值对为一个字典元素，每个元素通过逗号“，”分隔，每对键值通过“：”分隔，除了使用“{}”创建字典还可以使用内置函数dict创建字典。

d1 = {'A': 123, 12: 'python'}	 # 使用{}构建集合

d2 = dict({'A': '123', 'B': '135'})	 # 使用dict构建元组

需要注意，字典元素无序，键值必须唯一

5.6.2 字典的访问

字典的值可通过“键”或内置方法get()访问。

d2 = dict({'A': '123', 'B': '135'})

d2['A']

d2.get('B')

字典涉及的数据分为键、值和元素（键值对），除了直接利用键访问值外，Python还提供了内置方法keys()、values()和items()。

5.6.3 元素的添加和修改

字典支持通过为指定的键赋值或使用update()方法添加或修改元素，下面分别介绍如何添加和修改字典元素。

通过键添加元素： 字典变量[键] = 值
使用update()添加元素： dict.update(key=value)

add_dict = {'name': 'Jack','age':23,'height':185}

add_dict['sco'] = 98

add_dict.update(sco=98)	

修改字典元素的本质是通过键获取值，再重新对元素进行赋值。修改元素的操作与添加元素的操作相同。

5.6.4 字典元素的删除

Python支持通过pop()、popitem()和clear()方法删除字典中的元素。

pop()：根据指定键值删除字典中的指定元素
popitem()：随机删除字典中的元素
clear()：清空字典中的元素

5.6.5 字典推导式

字典推导式外侧为大括号“{}”，且内部需包含键和值两部分，具体格式如下：

{new_key:new_value for key,value in dict.items()}

利用字典推导式可快速交换字典中的键和值，示例如下：

old_dict = {'name': 'Jack','age':23,'height':185}
new_dict = {value:key for key,value in old_dict.items()}
print(new_dict)

运行结果：

{'Jack': 'name', 23: 'age', 185: 'height'}

5.7 精彩实例

5.7.1 青春有你

如今两年偶像选秀节目风头正盛，吸引了许多喜欢唱跳、有一颗明星梦想的少年少女参加，青春有你正是节目之一。青春有你采用计票机制，选手获得的票数越多，排名就越靠前。
本实例要求编写程序，接收选手的姓名和票数，输出排序后的成绩。

5.7.2 手机通讯录

通讯录是记录了联系人姓名和联系方式的名录，手机通讯录是最常见的通讯录之一，人们可以在通讯录中通过姓名查看相关联系人的联系方式等信息，也可以在其中新增联系人，或修改、删除联系人信息。
本实例要求编写程序，实现具备添加、查看、修改以及删除联系人信息功能的手机通讯录。

5.8 组合数据类型与运算符

Python中针对数字类型的运算符对组合数据类型同样适用，包括+、*、in、not in。

字符串、列表和元组使用“ + ”运算符，会·对数据进行拼接·
字符串、列表和元组使用“*”运算符，会对数据进行整数倍拼接
“in”“not in”运算符称为成员运算符，用于判断某个元素是否属于某个变量

5.9 本章小结

本章首先简单认识了Python中的组合数据类型，然后分别介绍了Python中常用的组合数据类型：列表、元组、集合和字典的创建和使用。
最后介绍了组合数据类型与运算符的相关知识。

下一章：【python快速编程入门 • 第6章 函数】