Python容器：列表、元組、字典、集合

序言

此文章針對有一定基礎的人，簡明扼要的介紹字符串、列表、元組、字典、集合的概念和常用操作，以備複習鞏固之用。
底層的基本數據類型：布爾型，整形，浮點型以及字符串類型。
基本數據類型組合起來稱之爲數據結構。
- 數據結構：列表、元組、字典、集合。

序列

序列：一系列元素以它們所處的位置爲索引，以第一個到最後一個依次編號就組成一個序列。
序列結構：字符串、元組和列表都是序列結構，但是它們又有各自的特點。
- 元組和列表與字符串不同的是，元組和列表並不是求所含元素的種類相同，每個元素都可以是任何Python類型的對象。
- 元組和列表不同的是，元組是不可變的，元組被賦值後，這些值就會被固定在元組中，不會被修改，而列表中的值還可以進行插入、刪除等操作。

字符串（string）

字符串是我們首先要接觸到的Python序列類型，其本質爲字符序列，Python字符串不可改變，無法對原字符串進行修改，但是可以將字符串的一部分複製到新的字符串中。

創建字符串

1.1 單引號
- 雙引號
- 三個單引號：創建多行字符串

'example1'
"example2"
'''example3,
example4
continue'''

1.2 使用str()轉換

str(123)
'123'
#注意用print輸出的差別,沒有引號
print(str(123))
123

字符串的簡單操作

\轉義
- \n
- \t
- ’
- "
+拼接

#注意，one後面有個空格
使用 + 進行拼接
'one '+'two'
'one two'
直接寫在後面也可以拼接
'one ''two'
'one two'

*複製
[]中括號提取

#注意，偏移量不能超過字符串長度
vocabulary = 'transcendental'
vocabulary[0]
't'
vocabulary[-1]
'l'

[start : end : step]字符串分片

#：引號不可省略，其他的都可以省略
#[:] 提取全部
#[:end] 開始到end - 1
#[start:end:step]定步長截取
#負號的使用可以帶來許多有意思的操作，比如步長爲-1，那麼將會反向輸出字符串
#在這裏允許偏移量超過字符串長度
vocabulary = 'transcendental'

列表（list）

創建列表

1.1：中括號[ ]或者list( )創建列表

empty_list = []
weekly = ['Monday','Tuesday','Wednesday','Thursday','Friday']

another_empty_list = list()

1.2：使用list()轉換

#字符串轉換
list('cat')
['c','a','a']

#元組轉換
a_tuple = ('ready','fire','aim')
list(a_tuple)
['ready','fire','aim']

1.3 split分割，參見字符串中的split()
1.4(高級方式)：列表推式（一種從一個或者多個迭代器快速簡潔地創建數據結構的一種方法，將循環和條件判斷結合，避免語法冗長）
表達式：
- [expression for item in iterable]
- [expression for item in iterable if condition]

number_list = [number for number in range(1,6)]
number_list
[1,2,3,4,5]
a_list = [number for number in range(1,6) if number % 2 == 1]
a_list
[1,3,5]

循環嵌套
- 創建一個元組，其中元組第一項由循環1控制，第二項由循環2控制。
- [(iterable1,iterable2) for item in iterable1 for item in iterable2]
- example:

列表推導模式
rows = range(1,4)
cols = range(1,3)
cells = [(row,col) for row in rows for col in cols]
	for cell in cells:
		print(cell)
(1 1)
(1 2)
(2 1)
(2 2)
(3 1)
(3 2)

普通模式
rows = range(1,4)
cols = range(1,3)
	for row in rows:
		for col in cols:
			print(row,col)
1 1
1 2
2 1
2 2
3 1
3 2

列表的簡單操作

獲取列表元素
- 通過偏移量（offse）獲取對應位置的元素
- 表達式：list_number[offset]

#正偏移量
weekly = ['Monday','Tuesday','Wednesday','Thursday','Friday']
weekly[0]
'Monday'
weekly[1]
'Tuesday'
#負偏移量，從尾數開始計數
weekly[-1]
'Friday'

列表的嵌套：列表中可以包含各類元素，也可包含其它列表。

#列表3中的元素類型包含整形，字符串，數組
list1 = ['Wednesday','Friday']
list2 = [3,'apple',4,'TV']
list3 = [list1,'helloworld',list2,8,5]
#訪問列表3中第一元素
list3[0]
['Wednesday','Friday']
#通過列表3訪問列表2中第一個元素
list3[2][1]
3

修改列表元素
- 通過偏移量(offset)修改列表元素

#使用偏移量無法更改字符串中的指定字符，因爲字符串本身不可變。
weekly = ['Monday','Tuesday','Wednesday','Thursday','Friday']
weekly[1] = 'correct'
['Monday','Tuesday','correct','Thursday','Friday']

指定範圍的列表切片

#獲取子序列
weekly = ['Monday','Tuesday','Wednesday','Thursday','Friday']
weekly[0:2]
['Monday','Tuesday']
#設置步長:每兩個元素提取一個
weekly[::2]
['Monday','Wednesday','Friday']
#列表逆序，同樣使用負號可以產生很有意思的事情
weekly[::-1]
['Friday','Thursday','Tuesday','Wednesday','Monday']

列表函數

append()
extend()
insert()
del()
remove()
pop()
index()
in()
=賦值
copy()
append():列表後追加元素

# 插入Saturday
weekly = ['Monday','Tuesday','Wednesday','Thursday','Friday']
weekly.append('Saturday')
weekly = ['Monday','Tuesday','Wednesday','Thursday','Friday','Saturday']

extend()或者+=：列表合併，將一個列表加入到另一箇中，成爲一個列表。

# 合併列表
weekly = ['Monday','Tuesday','Wednesday','Thursday','Friday']
weekend =['Saturday','Sunday']
weekly.extend(weekend)
weekly = ['Monday','Tuesday','Wednesday','Thursday','Friday','Saturday','Sunday']

weekly += weekend
weelkly
weekly = ['Monday','Tuesday','Wednesday','Thursday','Friday','Saturday','Sunday']

insert()

# 插入Saturday
weekly = ['Monday','Tuesday','Wednesday','Thursday','Friday']
weekly.insert(5,'Saturday')
weekly = ['Monday','Tuesday','Wednesday','Thursday','Friday','Saturday']

del()

# 刪除Friday，del爲Python語句，而不是list方法，所以不能用  .  調用
weekly = ['Monday','Tuesday','Wednesday','Thursday','Friday']
del weekly[4]
weekly
['Monday','Tuesday','Wednesday','Thursday']

remove()

# 刪除Friday,remove是list方法
weekly = ['Monday','Tuesday','Wednesday','Thursday','Friday']
weekly.remove('Friday')
weekly
['Monday','Tuesday','Wednesday','Thursday']

pop()

# 獲取元素後刪除，且pop()的，默認只爲-1，刪除尾元素，因此pop(0)=pop(-1),可以用pop(0)獲取並刪除首元素
weekly = ['Monday','Tuesday','Wednesday','Thursday','Friday']
weekly.pop()
'Friday'
weekly
['Monday','Tuesday','Wednesday','Thursday']

index()：插入特定值的元素位置

#返回指定值的位置信息
weekly = ['Monday','Tuesday','Wednesday','Thursday','Friday']
weekly.index('Monday')
0

in()：判斷存在

# 判斷Sunday是否在weekly中
weekly = ['Monday','Tuesday','Wednesday','Thursday','Friday']
'Sunday' in weekly
False

count()：統計特定值的出現次數

weekly.count('Wednesday')

join()
- 字符串方法的擴充，參見字符串方法中的join
sort()和sorted()

# sort對原列表進行排序，sorted對原列表生成副本後排序，原列表內容不變
marxes = ['Groucho','Chico','Harpo']
sorted_marxes = sorted(marxes)
sorted_marxes
['Chico','Groucho','Harpo']

marxes = ['Groucho','Chico','Harpo']
marxes.sort()
marxes
['Chico','Groucho','Harpo']

len()

weekly = ['Monday','Tuesday','Wednesday','Thursday','Friday']
a = len(weekly)
print(a)
5

in()

# 賦值後weekly = Weekly，改變其中一個，另一個隨之改變
weekly = ['Monday','Tuesday','Wednesday','Thursday','Friday']
Weekly = weekly

copy()

# copy()
# list()
#列表分片
#用以上方法產生的新列表和元列表沒有內在聯繫，即改變其中任何一個，其它的不受影響
a = [1,2,3]
b = copy(a)
c= list(a)
d = a[:]

a[0] = '100000000000'
b = [1,2,3]
c = [1,2,3]
d = [1,2,3]

元組（tuple）

元組與序列類似，也是由任意元素組成的序列，但是元組一旦創建如同字符串，不可改變。

元組的創建

使用()創建空元組

#創建空元組
empty_tuple = ()
()

使用逗號’,'創建元組

#創建一個元素的元組，最後','不可省略
one_marx = 'martrix',
( 'martrix',)

#創建多個元素的元組，最後的','可省略
another_martx =  'martrix','array'
 ('martrix','array')

元組解包（元組賦值操作）

another_martx =  'martrix','array'
a,b = another_martx
a 
'martrix'
b
'array'
元組解包的經典操作，交換變量的值
one = 'martrix'
two =  'array'
two,one = one,two
one
'array'
two
'martrix'

tuple創建

weekly = ['Monday','Tuesday','Wednesday','Thursday','Friday']
tuple(weekly)
('Monday','Tuesday','Wednesday','Thursday','Friday')

元組的不可更改由其獨特的優點，在以後的應用中可以用到，但是一般情況下多用列表和字典。

字典（dict）

字典中的元素順序無關緊要，通過不同的鍵(key)進行訪問，字典是可以改變的，和現實的字典類似。
字典在其它的語言中被稱爲關係型數組，哈希表，哈希圖等。

字典的創建

使用大括號{key:value}創建

#空字典
empty_dic = {}
#鍵值對的字典
one_dict = {"day1":study
"day2":paly
"day3":sleep
}
empty_dic
{"day1":study
"day2":paly
"day3":sleep
}

使用dict()創建

#將包含雙值的子序列的序列轉換成字典,第一值爲鍵，第二個值爲值
one_list = [[1,'a'],[2,'b']]
dict(one_list)
{1:'a',2:'b'}
#可以將雙值的，雙字符，元組，列表化成字典。
tos = ('ab','cd','ef')
dict(tos)
{'c':'d','a':'b','e':'f'}

字典的相關操作

[key]儲存，訪問，添加或者修改元素

#儲存一個元素
d = {
    'one':123,
    'two':2,
    'three':3,
    'test':2
   }
 d2 = d['three']
 d2
 ['three':3]
#訪問一個元素,如果不存在會報錯
d = {
    'one':123,
    'two':2,
    'three':3,
    'test':2
   }
   d['one']
   123
#添加一個元素，然後修改這個元素
d = {
    'one':123,
    'two':2,
    'three':3,
    'test':2
   }
#添加元素'try':55
d['try'] = '55'
d
d = {
    'one':123,
    'two':2,
    'three':3,
    'test':2
    'try':55
   }
修改元素55爲5
d['try'] = '5'

字典的函數

update()合併字典
del()刪除具有指定鍵的元素
clear()刪除所有元素，變成空字典
in()判斷是否存在
get()獲取鍵對應元素，[key]不同是，不會報錯
keys()獲取所有鍵
values()獲取所有值
item()獲取所有鍵值對
=賦值
copy()複製
用法參見list

集合（set）

集合和只剩下的鍵的字典類似，鍵與鍵之間不允許重複，類似數學中的集合，主要包括並、交等運算，且集合是無序的。

集合的創建

用{}大括號將一系列用逗號隔開的值包裹起來。
用set函數創建
將其他類型轉換成集合

#空集合
empty_set = set()
empty_set
set()
#偶數集合
even_numbers = {0,2,4,6,8}
even_numbers
{0,2,4,6,8}
#轉換字符串,不包含重複的鍵
set('letters')
｛‘l’，‘e’，‘t’,'r','s'｝
#轉換列表
set(['Dasher','Dancer','Prancer','Mason-Dixon'])
{'Dasher','Dancer','Prancer','Mason-Dixon'}
#轉換元祖
set(('Monday','Tuesday','Wednesday','Thursday','Friday'))
{'Monday','Tuesday','Wednesday','Thursday','Friday'}
#轉換字典，注意只保留鍵
set({'apple':'red','flower':'blue','tree':'green'})
{'apple','flower','tree'}

集合的相關函數

用in測試值是否存在

for name,contents in drinks.items():
	if 'vodka' in contents:
		print(name)

screwdriver
martini
black russin
white russin
#選擇vodka，但是不要vermouth，且不是cream
for name,contents in drinks.items():
if 'vodka' in contents and not ('vermouth' in contents or 'cream' in contents):
	print(name)
screwdriver
black russin

intersection() 或者& 獲取交集

drinks = ｛
	'martini' : {'vodka','vermouth'}
	'black russin' : {'vodka','kahlua'}
	'white russin' : {'cream','kahlua','vodka'}
	'manhattan' : {'rye','vermouth','bitters'}
	'screwdriver' : {'orange juice','vodka'}
｝
for name,contents in drinks.items():
	if contents & {'vermouth','orange jucice'}
		print(name)
screwdriver
martini
manhattan

for name,contents in drinks.items():
	if 'vodka' in contents and not contents & {'vermouth','cream'}:
		print(name)
screwdriver
black russin

a和b的交集
a.intersection(b)

#bruss和wruss的交集
bruss = drinks['black russian']
wruss = drinks['white russian']
bruss & wruss
{'kahlua','vodka'}

union() 或者 | 函數獲取並集
different() 或者 - 獲得集合的並集
symmetric_difference() 或者 ^ 獲得異或集（只在兩個集合中出現一次）
issubset() 或者 <= 判斷一個集合是否是另一個集合的子集
< 判斷真子集
issupset() 或者 >= 判斷超集（超集的概念與子集相反）
判斷真超集

總結

使用方括號[]創建列表，使用逗號創建元祖，使用花括號｛｝創建字典，且都是通過方括號對單個元素進行訪問。

marx_list = ['Groucho','Chico','Harpo']
marx_tuple = 'Groucho','Chico','Harpo'
marx_dict = {'Groucho' : 'banjo','Chico' : 'pinao','Harpo' : 'harp'}
marx_list[2]
'Chico'
marx_tuple[2]
'Chico'
marx_dict['banjo']
'Chico'

Python容器：列表、元組、字典、集合

文章目錄

序言

序列

字符串（string）

創建字符串

字符串的簡單操作

相關操作函數

列表（list）

創建列表

列表的簡單操作

列表函數

元組（tuple）

元組的創建

字典（dict）

字典的創建

字典的相關操作

字典的函數

集合（set）

集合的創建

集合的相關函數

總結

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