Python学习笔记——列表、元组和字典

Python学习笔记

列表、元组和字典

序列与列表与元组的关系和创建

• 序列：指的是一种包含多项数据的数据结构，序列包含的多个数据项（也叫成员）按顺序排列，可通过索引来访问成员。

• Python中常见的序列包括字符串、元组和列表等，另外前面学到过的字节串（bytes）也是序列，以及后面介绍的namedtuple也是序列。

• 我们介绍的序列主要是列表和元组，他们非常相似，最主要的区别在于：列表是可变的、元组是不可变的。

• 元组一旦构建出来，程序不能修改元组所包含的元素，就像字符串也是不可变的，程序无法修改字符串所包含的字符序列，但是列表是可变的，程序可以修改列表所包含的元素。

• 如果只是固定的保存多个数据项，不需要修改他们，此时就应该使用元组；反之就应该使用列表。

• 列表和元组的关系就是可变不可变。

• 区分方法：在构建时就可以区分：

  • 方括号是列表、圆括号是元组
  • 列表用list()创建，元组用tuple()创建

• 创建元组与列表方式一：

  • 创建列表：[ele1,ele2,ele3,...]
  • 创建元组：(ele1,ele2,ele3,...)
  • 注意：由于圆括号在Python中是一个很普通的符号，因此如果创建了只包含一个元素的元组，不能进在圆括号中放一个元素，还必须在元素后放一个逗号，如果不这样，会创建一个普通的字符串、整形变量等。
  • 创建只包含一个元素的元组：(ele1,)

• 创建元组与列表方式二：

  • 列表用list()创建，元组用tuple()创建
  • 本质：其实list和tuple是Python的内置类型，因此list()、tuple()其实是他们的构造器。
  • 使用help(list)来查找其作用，会发现它是一个类，使用list来创建列表的方式是：

	_list = list(range(2,10))
	print(_list)

• 这样的输出结果就是[2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]，需要注意的是10是不包括的。
• range()函数简单介绍：有两种用法，第一：写两个至三个元素，分别表示起始，终点，步长，如果写一个元素，就表示总共有几项，且从0开始加。例如：range(4)的结果是0,1,2,3，具体是列表还是元组和前面的其他函数有关。
• 通过这样的方法，我们也可以实现元组、列表的相互转换：list1 = list(my_tuple)

列表和元组的简单使用

• 通过索引来访问元素

  • 正向访问0，1，2，…反向访问：-1是倒数第一个元素。
  • 这里介绍len()函数，他返回的是列表包含的元素个数。print(len(my_tuple))
  • 如果访问时索引越界，系统会自动帮我们识别并且报错index out of range，也就是说，访问时索引必须在-len() ~ len()-1之间，这样的索引是有效的。

• 子序列：

  • 前面介绍的字符串操作类似的是：列表和元组同样也可使用索引获取中间一段，这种用法被称为slice（分片或者切片）。
  • 用法：print(my_tuple[2:5])这是从第三个元素取到了第五个元素
  • 或者加上步长： print(my_tuple[2:5:2])
  • 注意中括号是索引固定用法。

• 序列的加法：

  • 列表和元组支持加法运算，加法的和就是把两个“列表或元组”所包含的元素的总和（注意是前面加后面，后面的列表或元组给到前面的）。
  • 列表只能和列表相加；元组只能和元组相加。如果想让列表和元组相加，可以使用list\tuple函数。

• 序列的乘法：

  • 列表和元组可以和整数执行乘法，列表和元组乘法的意义就是把他们包含的元素重复N次，N就是被乘的倍数。
  • 可以列表、元素同时进行加法、乘法运算。

• in运算：

  • 使用方法很简单，就是判定某个元素是否在元组、列表内
  • 例如print(20 in my_list)输出结果就只有True和False，注意如果判断字符串，需要加上单、双引号。

• 最大值和最小值：

  • python提供了内置的max(),min()全局函数来获取元组或列表的最大值，最小值
  • 由于max(),min()要对元组、列表中的元素比较大小，因此程序要求传给该函数的元组、列表的元素必须是相同类型，且可比较大小。

	a_tuple = (20,10,-2,15.2,102,50)
	b_list = ["crazy","fkit","python","Kotlin"]
	print(max(a_tuple))
	print(min(b_list))

- 这样的结果就分别是：`102`,`Kotlin`

序列封包和序列解包

• 序列封包：把多个值赋值给一个变量时，Python会自动将多个值封装成一个元组，这种功能被称为序列封包，注意是元组而不是列表，意味着数据不在能被修改
• 序列解包：序列（元组或列表等）可被直接赋值给多个变量，此时序列的各元素会被依次赋值给每个变量（要求序列的元素个数和变量个数相等），这种功能被称为序列解包。
  • 所有的序列包括range都支持自动解包
  • 例如：a,b,c,d = range(30,34)这样的语句都是合法的
  • 如果只想解包某几个值，剩下的值可以用一个带前置*的变量来接收，但是要注意书写顺序。
  • 由于字符串也是序列，所以字符串也支持解包：a,b,*c = "fkjava.org
  • python的一个特殊语法（多变量同时赋值）：a,b,c = val1,val2,val3，这是一个封包和解包的一个比较复杂的过程，结果是a = val1,b = val2,c = val3

列表的用法以及操作列表元素

• 增加元素：
  • append()方法把传入的参数追加到列表的最后面，链接：这也是c语言中文件操作关键字"a"的由来，这个方法追加另一个列表（序列）时，列表被当成了一个元素，也就是说形成了嵌套。
  • extend()方法就是很普通的用于追加另一个列表（序列），它会将序列（列表）中的元素追加进来。
  • insert()方法将元素插入列表的指定位置，需要多一个参数

	my_list = ["python", "swift"]
	my_list.append(tuple(range(3,6)))
	print(my_list)

• 输出结果是：['python', 'swift', (3, 4, 5)]

	my_list = ["python", "swift"]
	my_list.extend(range(20,25))
	print(my_list)

• 输出结果是：['python', 'swift', 20, 21, 22, 23, 24]

	my_list = ["python", "swift"]
	my_list.extend("fkjava")
	print(my_list)

• 输出结果是：['python', 'swift', 'f', 'k', 'j', 'a', 'v', 'a']，这说明extend方法甚至会拆分字符串

	my_list = ["python", "swift",20,3.4,19,"lancibe"]
	my_list.insert(3, "lus")
	print(my_list)

• 输出结果是：['python', 'swift', 20, 'lus', 3.4, 19, 'lancibe'],第一个参数就是插入的位置，例如该程序，第一个参数时3，则在第四个位置插入"lus"。注意如果第一个参数越界，会直接在最前/最后面插入。

• 删除元素：

  • 删除列表元素使用del语句
    • del语句是Python的一种特有的语句，专门用于执行删除操作，不仅可以用于删除列表中的元素，也可用于删除变量等。
    • del语句即可删除列表中的单个元素，也可直接删除列表的中间某一段
    • 使用方法：del my_list [2]，这样的语句意思是删除my_list变量中的第3个元素，当然，这也是索引的用法，所以也可以写两至三个变量。
  • 列标提供了remove()方法来删除元素，remove()方法不根据索引删除元素，而是删除第一个找到的元素。

• 替换元素：

  • 对列表中的元素赋值即可修改列表中的元素。
  • 还可以通过slice语法对列表其中的一部分赋值，对列表的其中一部分赋值时，并不要求新赋值的元素个数与原元素个数相等。这种方式既可为列表增加元素，也可为列表删除元素。
    • 对列表的slice语法赋值时，不能使用单个值；如果使用字符串赋值，Python会自动把字符串当成序列处理。
    • 其实也就是说，去掉哪一部分、换成哪一部分，这就是slice语法的增删替换方法了。
    • 但是一定要注意赋值时不要使用字符串，例如想把第三、四项替换成java，要写：`my_list[2:4] = [“java”]

• 列表的方法：

  • 通过dir(list)可以查看列表支持的方法，除了以上方法，还可以使用的有以下方法：
  • count()：统计列表中某个元素的出现次数
  • index()：判断列表中某个元素在列表中的出现位置
  • pop()：该方法用于将列表当成“栈”来使用，实现元素出栈的功能。
  • reverse()：该方法用于将列表中的元素反向存放
  • sort()：该方法用于对列表元素排序

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字典入门

字典的意义

• 字典是用于保存具有映射关系的数据，字典相当于保存了两组数据，其中一组数据时关键数据，被称为key；另一组数据可以通过key来访问，被称为value
• 字典中的key和value的关联关系如下图所示，key不允许重复。他跟列表不一样。可以通俗理解：例如在一次考试中，语文80分，数学90分，英语70分，假设我们只看分数，80、90、70这三个数字没有任何意义，但是加上了语文、数学、英语这样的key，value就有了意义。
  

创建字典

• 两种方式：
  • 花括号法：花括号应包含多组key-value对，key与value之间用英文冒号隔开；多组key-value对之间用英文逗号隔开。

	score = {"语文":85,"数学":92,"英语":78}
	print(score)

• 这样就是创建了一个字典，打印结果是：{'语文': 85, '数学': 92, '英语': 78}
• dict构造器：可以传入多个列表或元组参数作为key-value对；也可为dict指定关键字参数创建字典，此时字典的key不允许使用表达式

	scores = dict([("语文",85),("数学",92),("英语",78)])
	print(scores)

• 这样的方法也能构造一个字典，要注意在列表里面的每一个元组，都应只有两个元素，且第一个是key，第二个是value，这是默认的、不可改变的。

	scores1 = dict(语文=85,数学=92,英语=78)
	print(scores)

	- 这是dict函数的另一种使用方法。这是用关键字参数创建dict，此时不能用表达式。

• 字典中的数据都是key:value成对出现。字典的key必须是不可变的，因此列表不能作为dict的key。

字典的访问

• 通过key来访问value，此时key就是中括号中的值，有点类似于序列的索引。例如：print(score["语文"])，这样的结果就是85。
• 对已有的key赋值，就会替换该key对应的value。如果对不存在的key赋值，就是添加了新key-value对。例如：score["生物"] = 91，就是增加了一个key-value对。
• 删除key-value对：
  • 使用del语句删除：del score["数学"]
  • 注意：将制定key赋值为None不能删除key-value对。
• 使用in/not in可判断dict是否包含指定key
• 列表和字典都可以进行增、删、改。

dict与列表

• 字典相当于索引是任意不可变类型的列表；而列表则相当于key只能是整数的字典。如果程序中想要使用的字典的key都是整数类型，则可考虑是不是能换成列表。
• 列表的索引总是从0开始，连续增大；但字典的索引即使是整数类型，也不需要从0开始，也不需要连续。因此列表不允许对不存在的索引辅助；但是字典则允许这样做——添加一组key-value对。

字典高级用法

• 字典的常用方法：
  • 调用dir(dict)来查看字典的所有方法
  • clear()用于清空字典中所有key-value对
  • get()方法其实就是根据key来获取value
  • update()方法可使用一个字典所包含的key-value对来更新已有的字典
  • items()、keys()、values()分别用于获取字典中的所有key-value对，所有key，和所有value

	score = {"语文" : 86, "数学":95,"英语":92}
	
	# 用一个字典（字典、序列、关键字参数）来更新原有的字典
	# 对于已有的key，是更新value，对于不存在的key，是增加了key-value，注意如果某些元素，那就保持不变
	score.update({"语文":89,"生物":91})
	
	# 此时序列的每个元素都只能有两个元素
	score.update((("语文",80),("物理",93)))
	print(score)
	
	# 使用关键字参数，不支持用表达式
	score.update(语文=79, 化学=99)
	print(score)

• 这三条详细的解释了update方法的使用方法。输出结果是{'语文': 80, '数学': 95, '英语': 92, '生物': 91, '物理': 93}
{'语文': 79, '数学': 95, '英语': 92, '生物': 91, '物理': 93, '化学': 99}

	# 遍历key
	for key in score.keys():
		print(key)

• 这是遍历了key，输出结果是

	语文
	数学
	英语
	生物
	物理
	化学

• 使用相似的方法也可以遍历value和key-value对。

	# 遍历key，value（使用到了序列解包）
	for key,value in score.items():
		print(key,value)

• 这样的输出结果是：

	语文 79
	数学 95
	英语 92
	生物 91
	物理 93
	化学 99

• pop()方法用于获取、并删除指定key对应的value
• popitem()方法用于随机的弹出字典中的一个key-value对。
• setdefauft()方法也用于根据key来获取对应value的值，并为不存在的key设置默认值。print(score.setdefault("语文",50))这样的输出结果是86，但是如果不存在"语文"这一key，则将value的默认值赋为50.
• fromkeys()方法使用给定的多个key创建字典，这些key的value默认都是None；也可以额外传入一个参数作为默认的value。

用字典格式化字符串

• 可在字符串模板中按key指定变量，然后通过字典为字符串模板中key设置值
• 正常情况下使用转换说明符是这样来写的：s1 = "名字是：%s,年龄为：%d再输出语句中写：print(s1 % ("lancibe", 18))
• 使用字典格式化字符串：

	s2 = "名字是：%(name)s,年龄为：%(age)d"
	print(s2 % {"age" : 18 , "name": "lancibe"})

• 结果是：名字是：lancibe,年龄为：18两者相同。