python中的数据容器

• 第六章：Python数据容器

  • 数据容器入门

    • 什么是数据容器

      • 一种可以容纳多份数据的数据类型，容纳的每一份数据称之为1个元素，每一个元素，可以是任意类型的数据，如字符串、数字、布尔等。

    • 根据特点的不同分类数据容器（是否支持重复元素、是否可以修改、是否有序等）

      • 列表(list)

      • 元组(tuple)

      • 字符串(str)

      • 集合(set)

      • 字典(dict)

  • 数据容器：list(列表)

    • 列表的定义

      • 基本语法：

      • 列表内的每一份数据，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

    • 列表的下标索引

      • 列表的每一个元素，都有编号称之为下标索引；从前向后的方向，编号从0开始递增；从后向前的方向，编号从-1开始递减

        • 正向索引

        • 反向索引

        • 嵌套索引

      • 注意下标索引的取值范围，超出范围无法取出元素，并且会报错

    • 列表的常用操作

      • 查找某元素的下标

        • 功能：查找指定元素在列表的下标，如果找不到，报错ValueError

        • 语法：列表.index(元素)

        • index就是列表对象（变量）内置的方法（函数）

        • 

      • 列表的修改功能

        • 语法：列表[下标]=值

        • 

      • 插入元素

        • 语法：列表.insert（下标,元素）,在指定的下标位置，插入指定的元素

        • 

      • 追加元素

        • 语法：列表.append(元素)，将指定元素，追加到列表的尾部

        • 

      • 追加元素2

        • 语法：列表.extend(其他数据容器)，将其他数据容器的内容取出，依次追加到列表尾部

        • 

      • 删除元素

        • 语法1：del 列表[下标]

        • 语法2：列表.pop(下标)，可将删除的元素返回

        • 

      • 修改某元素在列表中的第一个匹配项

        • 语法：列表remove(元素)

        • 

      • 清空列表内容

        • 语法：列表.clear()

        • 

      • 统计某元素在列表内的数量

        • 语法：列表.count(元素)

        • 

      • 统计列表内，有多少元素

        • 语法：len(列表)

        • 

  • list（列表）的遍历

    • while循环

      • 

      • 

    • for循环

      • 

      • 

    • 两者对比

      • 在循环控制上

        • while循环可以自定循环条件，并自行控制

        • for循环不可以自定循环条件，只可以一个个从容器内取出数据

      • 在无限循环上

        • while循环可以通过条件控制做到无限循环

        • for循环理论上不可以，因为被遍历的容器容量不是无限的

      • 在使用场景上

        • while循环适用于任何想要循环的场景

        • for循环适用于，遍历数据容器或简单的固定次数循环场景

  • 数据容器：tuple(元组)

    • 元组的定义

      • 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。

      • 

      • 元组也支持嵌套

      • 注意事项：元组只有一个数据，这个数据后面要加添加逗号，不加逗号的话就变成了字符串类型了

        • 

    • 元组的操作

      • index()：查找某个数据，如果数据存在返回对应的下标，否则报错

      • count()：统计某个数据在当前元组出现的次数

      • len(元组)：统计元组内的元素个数

      • 注意事项：元组由于不可修改的特性，所以其操作方法非常少。

        • 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为其它list或其它类型

          • 

      • 

    • 元组的特点

      • 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

  • 数据容器：str（字符串）

    • 再识字符串

      • 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

    • 字符串是无法修改的数据容器

      • 

    • 字符串的常见操作

      • 查找特定字符串的下标索引值（起始位置）

        • 语法：字符串.index(字符串)

      • 字符串的替换

        • 语法：字符串.replace(字符串1，字符串2)

        • 功能：将字符串内的全部：字符串1替换为字符串2

        • 注意：不是修改字符串本身，而是得到了一个新字符串

        • 

      • 字符串的分割

        • 语法：字符串.split(分隔符字符串)

        • 功能：按照指定的分隔字符串，将字符串划分为多个字符串，并存入列表对象中

        • 注意：字符串本身不变，而是得到了一个列表对象

        • 可以看到，字符串按照给定的 <空格>进行了分割，变成多个子字符串，并存入一个列表对象中。

      • 字符串的规整操作（去前后格）

        • 语法：字符串.strip()

      • 字符串的规整操作（去前后指定字符串）

        • 语法：字符串.strip(字符串)

        • 注意，传入的是“12” 其实就是：”1”和”2”都会移除，是按照单个字符。

      • 统计字符串中某字符串的出现次数

        • 语法：字符串.count(字符串)

      • 统计字符串的长度

        • 语法：len(字符串)

      • 汇总表格

        • 

    • 字符串的遍历

      • 类似前面的列表和元组

    • 字符串的特点

      • 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数据类型是单一的，只能是字符串类型；不同与列表，相同于元组的在于：字符串不可修改

  • 数据容器（序列）的切片

    • 什么是序列？

      • 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、字符串都可以视为序列。

      • 

      • 

    • 序列的常用操作-切片

      • 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）

      • 序列的切片演示

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        • 

  • 数据容器：set（集合）

    • 集合的定义

      • 基本语法：

      • 特点：去重且无序（因为要对元素做去重处理，所以无法保证顺序和创建的时候一致）

      • 对比学习

    • 集合的常用操作

      • 集合的常用操作-修改

        • 添加新元素

          • 语法：集合.add(元素)。将指定元素，添加到集合内

          • 结果：集合本身被修改，添加了新元素

          • 

        • 移除元素

          • 语法：集合.remove（元素），将指定元素，从集合内移除

          • 结果：集合本身被修改，移除了元素

          • 

        • 从集合中随机取出元素

          • 语法：集合.pop()，功能，从集合中随机取出一个元素

          • 结果：会得到一个元素的结果。同时集合本身被修改，元素被移除

          • 

        • 清空集合

          • 语法：集合.clear()，功能，清空集合

          • 结果：集合本身被清空

          • 

        • 取出2个集合的差集

          • 语法：集合1.difference(集合2)，功能：取出集合1和集合2的差集（集合1有而集合2没有的）

          • 结果：得到一个新集合，集合1和集合2不变

          • 

        • 消除2个集合的差集

          • 语法：集合1.difference_update(集合2)

          • 功能：对比集合1和集合2，在集合1内，删除和集合2相同的元素。

          • 结果：集合1被修改，集合2不变

          • 

        • 2个集合合并

          • 语法：集合1.union(集合2)

          • 功能：将集合1和集合2组合成新集合

          • 结果：得到新集合，集合1和集合2不变

          • 

      • 集合的常用操作 - 集合长度

        • 查看集合的元素数量

          • 语法：len(集合)

          • 功能：统计集合内有多少元素

          • 结果：得到一个整数结果

          • 

      • 集合的常用操作 - for循环遍历

        • 要注意：集合不支持下标索引，所以也就不支持使用while循环。

      • 集合常用功能总结

        • 

    • 集合的特点

      • 可以容纳多个数据

      • 可以容纳不同类型的数据

      • 数据是无序存储的（不支持下标索引）

      • 不允许重复数据存在

      • 可以修改（增加或删除元素等）

      • 支持for循环

  • 数据容器：dict（字典、映射）

    • 字典的定义

      • 字典的定义，同样使用{},不过存储的元素是一个个的：键值对

        • 使用{}存储元素，每一个元素都是一个键值对

        • 每一个键值对包含key和value（用冒号分隔）

        • 键值对之间使用逗号分隔

        • Key和Value可以是任意类型的数据(Key不可为字典)

        • Key不可重复，重复会对原有数据覆盖

      • 语法格式：

      • 字典数据的获取

        • 字典同集合一样，不可以使用下标索引但是字典可以通过Key值来取得对应的Value

        • 

      • 字典的嵌套

        • 字典的Key和Value可以是任意数据类型（Key不可为字典），字典是可以嵌套的

        • 

      • 嵌套字典的内容获取

        • 

      • 字典的注意事项

        • 键值对Key和Value可以是任意类型（Key不可为字典）

        • 字典内的Key不允许重复，重复添加等同于覆盖原有数据

        • 字典不可用下标索引，而是通过Key检索Value

    • 字典的常用操作

      • 新增元素

        • 语法：字典[Key] = Value，结果：字典被修改，新增了元素

        • 

      • 更新元素

        • 语法：字典[Key] = Value，结果：字典被修改，元素被更新

        • 注意：字典Key不可以重复，所以对已存在的Key执行上述操作，就是更新Value值

        • 

      • 删除元素

        • 语法：字典.pop(Key)，结果：获得指定Key的Value，同时字典被修改，指定Key的数据被删除

        • 

      • 清空字典

        • 语法：字典.clear()，结果：字典被修改，元素被清空

        • 

      • 获取全部的key

        • 语法：字典.keys()，结果：得到字典中的全部Key

        • 

      • 遍历字典

        • 语法：for key in 字典.keys()

        • 运行结果

      • 计算字典内的全部元素（键值对）数量

        • 语法：len(字典)

        • 结果：得到一个整数，表示字典内元素（键值对）的数量

        • 

      • 字典常用操作总结

        • 

      • 字典的特点

        • 可以容纳多个数据

        • 可以容纳不同类型的数据

        • 每一根数据是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

  • 扩展：数据容器对比总结

    • 

  • 数据容器的通用操作

    • 数据容器的通用操作 - 遍历

      • 5类数据容器都支持for循环遍历

      • 列表、元组、字符串支持while循环，集合、字典不支持（无法下标索引）

    • 数据容器的通用统计功能

      • len(容器)：统计容器的元素个数

      • max(容器)：统计容器的最大元素

      • min(容器)：统计容器的最小元素

    • 容器的通用转换功能

      • 

    • 容器通用排序功能

      • sorted(容器, [reverse=True])：将给定容器进行排序

      • 注意，排序后都会得到list(列表)对象

    • 容器通用功能总览

      • 

  • 扩展：字符串的大小比较

    • 字符串进行比较就是基于数字的码值（ASCII）大小进行比较的。

      • ASCII码表

    • 字符串是按位比较，也就是一位位进行对比，只要有一位大，那么整体就大。