Python基础语法（四）—列表、元组、字典、集合、字符串

Python基础语法（一）：https://blog.zeruns.tech/index.php/archives/54/

Python基础语法（二）：https://blog.zeruns.tech/index.php/archives/112/

Python基础语法（三）：https://blog.zeruns.tech/index.php/archives/150/

Python基础语法（四）：https://blog.zeruns.tech/index.php/archives/299/

列表

基本概念

• 列表是有序的元素集合，所有元素放在一对中括号中，用逗号隔开，没有长度限制；
• 列表索引值以0为开始值，-1为从未尾的开始位置。
• 列表可以使用+操作符进行拼接，使用*表示重复。
• 当列表元素增加或删除时，列表对象自动进行扩展或收缩内存，保证元素之间没有缝隙；
• 列表中的元素可以是不同类型的

列表的使用方式

list = ["zeruns","blog","blog.zeruns.tech",9527,[0,1,2,[1,2]]]#创建一个列表，一个列表里可以有多种数据类型，甚至可以嵌套列表来做二或三维列表
#          0       1           2             3       4
#         -5      -4          -3            -2      -1
print(list[0])
print(list[2])
print(list[4][2])
print(list[4][3][0])
print(list[-1])
print(list[-2])
'''
结果：
zeruns
blog.zeruns.tech
2
1
[0, 1, 2, [1, 2]]
9527
'''

列表的基本操作

列表的相关方法

>>> a = [2,0,9,1,5]
>>> b = ['c','w','b','a']
>>> a.append(9)
>>> a
[2, 0, 9, 1, 5, 9]
>>> a.sort()
>>> a
[0, 1, 2, 5, 9, 9]
>>> a.reverse()
>>> a
[9, 9, 5, 2, 1, 0]
>>> b.sort()
>>> b
['a', 'b', 'c', 'w']
>>> a.index(5)
2
>>> a.insert(2,7)
>>> a
[9, 9, 7, 5, 2, 1, 0]
>>> a.count(9)
2
>>> a.remove(9)
>>> a
[9, 7, 5, 2, 1, 0]
>>> a.pop(0)
9
>>> a
[7, 5, 2, 1, 0]

列表推导式

• 列表推导式（又称列表解析式）提供了一种简明扼要的方法来创建列表。
• 它的结构是在一个中括号里包含一个表达式，然后是一个for语句，然后是 0 个或多个 for 或者 if 语句。那个表达式可以是任意的，意思是你可以在列表中放入任意类型的对象。返回结果将是一个新的列表，在这个以 if 和 for 语句为上下文的表达式运行完成之后产生。
• 列表推导式的执行顺序：各语句之间是嵌套关系，左边第二个语句是最外层，依次往右进一层，左边第一条语句是最后一层。

data = [i for i in range(10)]
#等价于
data = []
for i in range(10):
    data.append(i)
'--------------分割线---------------'
data = [2**i for i in range(10)]
#等价于
data = []
for i in range(10):
    data.append(2**i)
'--------------分割线---------------'
data = [num for num in range(20) if num%2==1]
#等价于
data = []
for num in range(20):
    if num%2==1:
        data.append(num)

应用

一个学校，有3个办公室，现在有8位老师等待工位的分配，请编写程序，完成随机的分配

答案：

#encoding=utf-8

import random

# 定义一个列表用来保存3个办公室
offices = [[],[],[]]

# 定义一个列表用来存储8位老师的名字
names = ['A','B','C','D','E','F','G','H']

i = 0
for name in names:
    index = random.randint(0,2)    
    offices[index].append(name)

i = 1
for tempNames in offices:
    print('办公室%d的人数为:%d'%(i,len(tempNames)))
    i+=1
    for name in tempNames:
        print("%s"%name,end='')
    print("\n")
    print("-"*20)

运行结果如下:

元组

基本概念

• 元组（tuple）是包含多个元素的类型，元素之间用逗号分割
  如：t1 =（123,456,“hello”）
• 可以通过把若干元素放在一对圆括号中创建元组，如果只有一个元素的话则需要多加一个逗号，例如（3,）。
• 也可以使用tuple()函数把列表、字典、集合、字符串以及range对象、map对象、zip对象或其他类似对象转换为元组。
• 元组可以是空的，t2=()
• 一个元组也可以作为另一个元组的元素，此时，作为元素的元组需要增加括号，从而避免歧义，如：t3=（123,456,(“hello”,“world”)）
• Python 的元组与列表类似，不同之处在于元组的元素不能修改。

元组的使用

>>> a = ('hello',2020,110)
>>> a
('hello', 2020, 110)
>>> a[1]
2020

元组中的元素值是不允许修改和删除的，但我们可以使用del语句来删除整个元组

>>> a = ('hello',2020,'blog.zeruns.tech')
>>> print(a)
('hello', 2020, 'blog.zeruns.tech')
>>> del a
>>> print(a)
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#24>", line 1, in <module>
    print(a)
NameError: name 'a' is not defined

所谓元组的不可变指的是元组所指向的内存中的内容不可变。

>>> tup = ('r', 'u', 'n', 'o', 'o', 'b')
>>> tup[0] = 'g'     # 不支持修改元素
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: 'tuple' object does not support item assignment
>>> id(tup)     # 查看内存地址
4440687904
>>> tup = (1,2,3)
>>> id(tup)
4441088800    # 内存地址不一样了

字典

基本概念

• 字典是无序的对象集合，使用键-值(key-value) 存储，具有极快的查找速度。
• 键(key)必须使用不可变类型
• 同一个字典中，键(key)必须是唯一的
• 字典的每个键值key= >value对用冒号:分割，每个键值对之间用逗号,分割，整个字典包括在花括号}中，格式如下所示:
• dic = {key1 : value1, key2 : value2 }
• 字典键一般是唯的,如果重复最后的一一个键值对会替换前面的,值不需要唯一。
• 键必须不可变，所以可以用数字，字符串或元组充当，而用列表就不行

>>> hhh = {'website':'blog.zeruns.tech','name':'zeruns'}
>>> hhh['website']
'blog.zeruns.tech'

常用方法

>>> hhh = {'website':'blog.zeruns.tech','name':'zeruns'}
>>> hhh.keys()
dict_keys(['website', 'name'])
>>> hhh.values()
dict_values(['blog.zeruns.tech', 'zeruns'])
>>> hhh.items()
dict_items([('website', 'blog.zeruns.tech'), ('name', 'zeruns')])
>>> hhh.copy()
{'website': 'blog.zeruns.tech', 'name': 'zeruns'}
>>> awsl = {'website':'https://blog.zeruns.tech'}
>>> hhh.update(awsl)
>>> hhh
{'website': 'https://blog.zeruns.tech', 'name': 'zeruns'}
>>> hhh.get('website')
'https://blog.zeruns.tech'
>>> hhh.get('hhh','666')
'666'
>>> hhh.clear()
>>> hhh
{}
>>> dict = {'Name': 'zeruns', 'Age': 7, 'Class': 'First'}
>>> str(dict)
"{'Name': 'zeruns', 'Class': 'First', 'Age': 7}"

字典元素修改、添加与删除

• 可以使用字典对象的pop()删除指定“键”对应的元素，同时返回对应的“值"
• popitem()方法用于删除字典的一个键对，并返回一个包含两个元素的元组，其中的两个元素分别是字典元素的“键”和“值" .
• 也可以使用del删除指定的“键”对应的元素。

集合

概述

• Python集合是无序、可变的容器对象,所有元素放在一对大括号中，元素之间使用逗号分隔，同一个集合内的每个元素都是唯一的, 不允许重复，
• 集合中只能包含数字、字符串、元组等不可变类型的数据，而不能包含列表.字典、集合等可变类型的数据，包含列表等可变类型数据的元组也不能作为集合的元素。
• 集合中的元素是无序的，元素存储顺序和添加顺序并不一致。
• 集合不支持使用下标直接访问特定位置上的元素，也不支持使用random中的choice()函数从集合中随机选取元素，但支持使用random模块中的sample()函数随机选取部分元素。

set(集合)

• set和dict类似， 也是一组key的集合,但不存储value。由于key不能重复，所以,在set中，没有重复的key。
• set是无序的，重复元素在set中自动被过滤。
• 可以使用大括号{ }或者set()函数创建集合，注意：创建一个空集合必须用set()而不是{ }，因为{ }是用来创建一个空字典。
• set可以看成数学意义上的无序和无重复元素的集合,因此，两个set可以做数学意义上的交集(&)、井集(|)、差集(-)等操作。

集合的常用方法

• s = add(x)：将元素x添加到集合s中，如果元素已存在，则不进行任何操作。
• s = update(x)：将x的元素添加到集合s中，x可以是列表，元组，字典等。
• s.pop(x)：随机删除集合中的一个元素。
• s.remove(x)：将元素x从集合s中移除，如果元素不存在，则会发生错误。
• s.discard(x)：将元素x从集合s中移除,如果元素不存在，不会发生错误。
• len(s)：计算集合 s 元素个数。
• s.clear()：清空集合 s。
  

字符串

概述

• 字符串(str)是用双引号""或者单引号’'括起来的一个或多个字符
• 字符串可以保存在变量中，也可以单独存在
• 字符串属于不可变对象，所有方法都是返回处理后的字符串或字节串,不对原字符串进行任何修改。

字符串操作

• 字符串之间可以通过**+或***进行连接

• 加法操作(+)将两个字符串连接成为一个新的字符串
• 乘法操作(*)生成一个由其本身字符串重复连接而成的字符串
• x in s:如果x是s的子串，返回True,否则返回False
• str[N:M]:切片, 返回子串

• len()函数能返回-一个字符串的长度

• str1=“hello,world”
• len(str1)

• 大多数数据类型都可以通过str()函数转换为字符串:如str(123)
• type()函数测试一个字符串的类型

字符串操作

常用方法

• index(x)、rindex(x): 检测x是否包含在字符串中，返回相应的索引值，如果不存在。返回异常。
• count(x)：返回x在string里面出现的次数。
• replace(str1,str2[,max])：把将字符串中的str1替换成str2,如果max指定，则替换不超过max次。
• maketrans()：创建字符映射的转换表。
• translate(str)：根据str给出的映射转换表转换string字符。
• ljust(width[,fllchar]): 返回一个原字符串左对齐，并使用fillchar填充至长度width的新字符串，fillchar默认为空格。rjust()、center()类似。
• split(str="",num=string.count(str)),其中num=string.count(str))以str为分隔符截取字符串，如果num有指定值，则仅截取num+1个子字符串。rsplit()类似，从右侧开始截取。
• join(seq): 以指定字符串作为分隔符，将seq中所有的元素(的字符串表示)合并为一个新的字符串。
• startswith(substr)、endswith(substr)：检查字符串是否是以指定子字符串substr开头或结束，是则返回True。
• strip()、rstrip()、lstrip(): 截取字符串的指定字符。

字符串格式化

python字符串格式化符号:

格式化操作符辅助指令:

应用

编写程序，完成以下要求：
统计字符串中，各个字符的个数
比如：“hello world” 字符串统计的结果为： h:1 e:1 l:3 o:2 d:1 r:1 w:1

答案：https://gitee.com/zeruns/Python-programming-exercises/blob/master/%E5%9F%BA%E7%A1%80/%E7%BB%9F%E8%AE%A1%E5%AD%97%E7%AC%A6%E4%B8%B2%E4%B8%AD%E5%90%84%E5%AD%97%E7%AC%A6%E4%B8%AA%E6%95%B0.py