Python高級變量類型

目標

列表
元組
字典
字符串
公共方法
變量高級

知識點回顧

Python 中數據類型可以分爲 數字型 和 非數字型
數字型
- 整型 (int)
- 浮點型（float）
- 布爾型（bool）
  - 真 True 非 0 數 —— 非零即真
  - 假 False 0
- 複數型 (complex)
  - 主要用於科學計算，例如：平面場問題、波動問題、電感電容等問題
非數字型
- 字符串
- 列表
- 元組
- 字典
在 Python 中，所有 非數字型變量 都支持以下特點：
1. 都是一個序列 sequence，也可以理解爲容器
2. 取值 []
3. 遍歷 for in
4. 計算長度、最大/最小值、比較、刪除
5. 鏈接 + 和重複 *
6. 切片

01. 列表

1.1 列表的定義

List（列表）是 Python 中使用 最頻繁 的數據類型，在其他語言中通常叫做數組
專門用於存儲 一串信息
列表用 [] 定義，數據之間使用 , 分隔
列表的索引從 0 開始
- 索引就是數據在列表中的位置編號，索引又可以被稱爲下標

注意：從列表中取值時，如果 超出索引範圍，程序會報錯

name_list = ["zhangsan", "lisi", "wangwu"]

1.2 列表常用操作

在 ipython3 中定義一個列表，例如：name_list = []
輸入 name_list. 按下 TAB 鍵，ipython 會提示列表能夠使用的方法如下：

In [1]: name_list.
name_list.append   name_list.count    name_list.insert   name_list.reverse
name_list.clear    name_list.extend   name_list.pop      name_list.sort
name_list.copy     name_list.index    name_list.remove

序號	分類	方法	說明
1	增加	列表.insert(索引, 數據)	在指定位置插入數據
		列表.append(數據)	在末尾追加數據
		列表.extend(列表2)	將列表2 的數據追加到列表
2	修改	列表[索引] = 數據	修改指定索引的數據
3	刪除	del 列表[索引]	刪除指定索引的數據
		列表.remove[數據]	刪除第一個出現的指定數據
		列表.pop	刪除末尾數據
		列表.pop(索引)	刪除指定索引數據
		列表.clear	清空列表
4	統計	len(列表)	列表長度
		列表.count(數據)	數據在列表中出現的次數
5	排序	列表.sort()	升序排序
		列表.sort(reverse=True)	降序排序
		列表.reverse()	逆序、反轉

del 關鍵字（科普）

使用 del 關鍵字(delete) 同樣可以刪除列表中元素
del 關鍵字本質上是用來 將一個變量從內存中刪除的
如果使用 del 關鍵字將變量從內存中刪除，後續的代碼就不能再使用這個變量了

del name_list[1]

在日常開發中，要從列表刪除數據，建議 使用列表提供的方法

關鍵字、函數和方法（科普）

關鍵字 是 Python 內置的、具有特殊意義的標識符

In [1]: import keyword
In [2]: print(keyword.kwlist)
In [3]: print(len(keyword.kwlist))

關鍵字後面不需要使用括號

函數封裝了獨立功能，可以直接調用

函數名(參數)

函數需要死記硬背

方法和函數類似，同樣是封裝了獨立的功能
方法需要通過對象來調用，表示針對這個對象要做的操作

對象.方法名(參數)

在變量後面輸入 .，然後選擇針對這個變量要執行的操作，記憶起來比函數要簡單很多

1.3 循環遍歷

遍歷就是 從頭到尾 依次從列表中獲取數據
- 在 循環體內部 針對 每一個元素，執行相同的操作
在 Python 中爲了提高列表的遍歷效率，專門提供的 迭代 iteration 遍歷
使用 for 就能夠實現迭代遍歷

# for 循環內部使用的變量 in 列表
for name in name_list:

    循環內部針對列表元素進行操作
    print(name)

1.4 應用場景

儘管 Python 的列表中可以 存儲不同類型的數據
但是在開發中，更多的應用場景是
1. 列表存儲相同類型的數據
2. 通過 迭代遍歷，在循環體內部，針對列表中的每一項元素，執行相同的操作

02. 元組

2.1 元組的定義

Tuple（元組）與列表類似，不同之處在於元組的 元素不能修改
- 元組表示多個元素組成的序列
- 元組在 Python 開發中，有特定的應用場景
用於存儲 一串信息，數據之間使用 , 分隔
元組用 () 定義
元組的索引從 0 開始
- 索引就是數據在元組中的位置編號

info_tuple = ("zhangsan", 18, 1.75)

創建空元組

info_tuple = ()

元組中只包含一個元素時，需要在元素後面添加逗號

info_tuple = (50, )

2.2 元組常用操作

在 ipython3 中定義一個元組，例如：info = ()
輸入 info. 按下 TAB 鍵，ipython 會提示元組能夠使用的函數如下：

info.count  info.index

有關元組的 常用操作 可以參照上圖練習

2.3 循環遍歷

取值就是從元組中獲取存儲在指定位置的數據
遍歷就是 從頭到尾 依次從元組中獲取數據

# for 循環內部使用的變量 in 元組
for item in info:

    循環內部針對元組元素進行操作
    print(item)

在 Python 中，可以使用 for 循環遍歷所有非數字型類型的變量：列表、元組、字典以及 字符串

提示：在實際開發中，除非 能夠確認元組中的數據類型，否則針對元組的循環遍歷需求並不是很多

2.4 應用場景

儘管可以使用 for in 遍歷元組
但是在開發中，更多的應用場景是：
- 函數的參數和返回值，一個函數可以接收 任意多個參數，或者 一次返回多個數據
  - 有關 函數的參數和返回值，在後續 函數高級 給大家介紹
- 格式字符串，格式化字符串後面的 () 本質上就是一個元組
- 讓列表不可以被修改，以保護數據安全

info = ("zhangsan", 18)

print("%s 的年齡是 %d" % info)

元組和列表之間的轉換

使用 list 函數可以把元組轉換成列表

list(元組)

使用 tuple 函數可以把列表轉換成元組

tuple(列表)

03. 字典

3.1 字典的定義

dictionary（字典）是 除列表以外 Python 之中 最靈活 的數據類型
字典同樣可以用來 存儲多個數據
- 通常用於存儲 描述一個 物體 的相關信息
和列表的區別
- 列表是有序的對象集合
- 字典是無序的對象集合
字典用 {} 定義
字典使用 鍵值對 存儲數據，鍵值對之間使用 , 分隔
- 鍵 key 是索引
- 值 value 是數據
- 鍵和值之間使用 : 分隔
- 鍵必須是唯一的
- 值可以取任何數據類型，但鍵只能使用 字符串、數字或元組

xiaoming = {"name": "小明",
            "age": 18,
            "gender": True,
            "height": 1.75}

3.2 字典常用操作

在 ipython3 中定義一個字典，例如：xiaoming = {}
輸入 xiaoming. 按下 TAB 鍵，ipython 會提示字典能夠使用的函數如下：

In [1]: xiaoming.
xiaoming.clear       xiaoming.items       xiaoming.setdefault
xiaoming.copy        xiaoming.keys        xiaoming.update
xiaoming.fromkeys    xiaoming.pop         xiaoming.values
xiaoming.get         xiaoming.popitem

有關字典的 常用操作 可以參照上圖練習

3.3 循環遍歷

遍歷就是依次從字典中獲取所有鍵值對

# for 循環內部使用的 `key 的變量` in 字典
for k in xiaoming:

    print("%s: %s" % (k, xiaoming[k]))

提示：在實際開發中，由於字典中每一個鍵值對保存數據的類型是不同的，所以針對字典的循環遍歷需求並不是很多

3.4 應用場景

儘管可以使用 for in 遍歷字典
但是在開發中，更多的應用場景是：
- 使用 多個鍵值對，存儲 描述一個 物體 的相關信息 —— 描述更復雜的數據信息
- 將 多個字典 放在 一個列表 中，再進行遍歷，在循環體內部針對每一個字典進行 相同的處理

card_list = [{"name": "張三",
              "qq": "12345",
              "phone": "110"},
             {"name": "李四",
              "qq": "54321",
              "phone": "10086"}
             ]

04. 字符串

4.1 字符串的定義

字符串 就是 一串字符，是編程語言中表示文本的數據類型
在 Python 中可以使用 一對雙引號 " 或者 一對單引號 ' 定義一個字符串
- 雖然可以使用 \" 或者 \' 做字符串的轉義，但是在實際開發中：
  - 如果字符串內部需要使用 "，可以使用 ' 定義字符串
  - 如果字符串內部需要使用 '，可以使用 " 定義字符串
可以使用索引獲取一個字符串中 指定位置的字符，索引計數從 0 開始
也可以使用 for 循環遍歷 字符串中每一個字符

大多數編程語言都是用 " 來定義字符串

string = "Hello Python"

for c in string:
    print(c)

4.2 字符串的常用操作

在 ipython3 中定義一個 字符串，例如：hello_str = ""
輸入 hello_str. 按下 TAB 鍵，ipython 會提示 字符串 能夠使用的方法如下：

In [1]: hello_str.
hello_str.capitalize    hello_str.isidentifier  hello_str.rindex
hello_str.casefold      hello_str.islower       hello_str.rjust
hello_str.center        hello_str.isnumeric     hello_str.rpartition
hello_str.count         hello_str.isprintable   hello_str.rsplit
hello_str.encode        hello_str.isspace       hello_str.rstrip
hello_str.endswith      hello_str.istitle       hello_str.split
hello_str.expandtabs    hello_str.isupper       hello_str.splitlines
hello_str.find          hello_str.join          hello_str.startswith
hello_str.format        hello_str.ljust         hello_str.strip
hello_str.format_map    hello_str.lower         hello_str.swapcase
hello_str.index         hello_str.lstrip        hello_str.title
hello_str.isalnum       hello_str.maketrans     hello_str.translate
hello_str.isalpha       hello_str.partition     hello_str.upper
hello_str.isdecimal     hello_str.replace       hello_str.zfill
hello_str.isdigit       hello_str.rfind

提示：正是因爲 python 內置提供的方法足夠多，才使得在開發時，能夠針對字符串進行更加靈活的操作！應對更多的開發需求！

1) 判斷類型 - 9

方法	說明
string.isspace()	如果 string 中只包含空格，則返回 True
string.isalnum()	如果 string 至少有一個字符並且所有字符都是字母或數字則返回 True
string.isalpha()	如果 string 至少有一個字符並且所有字符都是字母則返回 True
string.isdecimal()	如果 string 只包含數字則返回 True，`全角數字`
string.isdigit()	如果 string 只包含數字則返回 True，`全角數字`、`⑴`、`\u00b2`
string.isnumeric()	如果 string 只包含數字則返回 True，`全角數字`，`漢字數字`
string.istitle()	如果 string 是標題化的(每個單詞的首字母大寫)則返回 True
string.islower()	如果 string 中包含至少一個區分大小寫的字符，並且所有這些(區分大小寫的)字符都是小寫，則返回 True
string.isupper()	如果 string 中包含至少一個區分大小寫的字符，並且所有這些(區分大小寫的)字符都是大寫，則返回 True

2) 查找和替換 - 7

方法	說明
string.startswith(str)	檢查字符串是否是以 str 開頭，是則返回 True
string.endswith(str)	檢查字符串是否是以 str 結束，是則返回 True
string.find(str, start=0, end=len(string))	檢測 str 是否包含在 string 中，如果 start 和 end 指定範圍，則檢查是否包含在指定範圍內，如果是返回開始的索引值，否則返回 `-1`
string.rfind(str, start=0, end=len(string))	類似於 find()，不過是從右邊開始查找
string.index(str, start=0, end=len(string))	跟 find() 方法類似，不過如果 str 不在 string 會報錯
string.rindex(str, start=0, end=len(string))	類似於 index()，不過是從右邊開始
string.replace(old_str, new_str, num=string.count(old))	把 string 中的 old_str 替換成 new_str，如果 num 指定，則替換不超過 num 次

3) 大小寫轉換 - 5

方法	說明
string.capitalize()	把字符串的第一個字符大寫
string.title()	把字符串的每個單詞首字母大寫
string.lower()	轉換 string 中所有大寫字符爲小寫
string.upper()	轉換 string 中的小寫字母爲大寫
string.swapcase()	翻轉 string 中的大小寫

4) 文本對齊 - 3

方法	說明
string.ljust(width)	返回一個原字符串左對齊，並使用空格填充至長度 width 的新字符串
string.rjust(width)	返回一個原字符串右對齊，並使用空格填充至長度 width 的新字符串
string.center(width)	返回一個原字符串居中，並使用空格填充至長度 width 的新字符串

5) 去除空白字符 - 3

方法	說明
string.lstrip()	截掉 string 左邊（開始）的空白字符
string.rstrip()	截掉 string 右邊（末尾）的空白字符
string.strip()	截掉 string 左右兩邊的空白字符

6) 拆分和連接 - 5

方法	說明
string.partition(str)	把字符串 string 分成一個 3 元素的元組 (str前面, str, str後面)
string.rpartition(str)	類似於 partition() 方法，不過是從右邊開始查找
string.split(str="", num)	以 str 爲分隔符拆分 string，如果 num 有指定值，則僅分隔 num + 1 個子字符串，str 默認包含 ‘\r’, ‘\t’, ‘\n’ 和空格
string.splitlines()	按照行(’\r’, ‘\n’, ‘\r\n’)分隔，返回一個包含各行作爲元素的列表
string.join(seq)	以 string 作爲分隔符，將 seq 中所有的元素（的字符串表示）合併爲一個新的字符串

4.3 字符串的切片

切片方法適用於 字符串、列表、元組
- 切片使用 索引值 來限定範圍，從一個大的 字符串 中切出小的 字符串
- 列表和元組都是有序的集合，都能夠 通過索引值 獲取到對應的數據
- 字典是一個無序的集合，是使用 鍵值對 保存數據

字符串[開始索引:結束索引:步長]

注意：

指定的區間屬於 左閉右開 型 [開始索引, 結束索引) => 開始索引 >= 範圍 < 結束索引
- 從 起始 位開始，到 結束位的前一位 結束（不包含結束位本身)
從頭開始，開始索引 數字可以省略，冒號不能省略
到末尾結束，結束索引 數字可以省略，冒號不能省略
步長默認爲 1，如果連續切片，數字和冒號都可以省略

索引的順序和倒序

在 Python 中不僅支持 順序索引，同時還支持 倒序索引
所謂倒序索引就是 從右向左 計算索引
- 最右邊的索引值是 -1，依次遞減

演練需求

1. 截取從 2 ~ 5 位置的字符串
1. 截取從 2 ~ 末尾 的字符串
1. 截取從 開始 ~ 5 位置的字符串
1. 截取完整的字符串
1. 從開始位置，每隔一個字符截取字符串
1. 從索引 1 開始，每隔一個取一個
1. 截取從 2 ~ 末尾 - 1 的字符串
1. 截取字符串末尾兩個字符
1. 字符串的逆序（面試題）

答案

num_str = "0123456789"

# 1. 截取從 2 ~ 5 位置 的字符串
print(num_str[2:6])

# 2. 截取從 2 ~ `末尾` 的字符串
print(num_str[2:])

# 3. 截取從 `開始` ~ 5 位置 的字符串
print(num_str[:6])

# 4. 截取完整的字符串
print(num_str[:])

# 5. 從開始位置，每隔一個字符截取字符串
print(num_str[::2])

# 6. 從索引 1 開始，每隔一個取一個
print(num_str[1::2])

# 倒序切片
# -1 表示倒數第一個字符
print(num_str[-1])

# 7. 截取從 2 ~ `末尾 - 1` 的字符串
print(num_str[2:-1])

# 8. 截取字符串末尾兩個字符
print(num_str[-2:])

# 9. 字符串的逆序（面試題）
print(num_str[::-1])

05. 公共方法

5.1 Python 內置函數

Python 包含了以下內置函數：

函數	描述	備註
len(item)	計算容器中元素個數
del(item)	刪除變量	del 有兩種方式
max(item)	返回容器中元素最大值	如果是字典，只針對 key 比較
min(item)	返回容器中元素最小值	如果是字典，只針對 key 比較
cmp(item1, item2)	比較兩個值，-1 小於/0 相等/1 大於	Python 3.x 取消了 cmp 函數

注意

字符串 比較符合以下規則： “0” < “A” < “a”

5.2 切片

描述	Python 表達式	結果	支持的數據類型
切片	“0123456789”[::-2]	“97531”	字符串、列表、元組

切片使用 索引值 來限定範圍，從一個大的 字符串 中切出小的 字符串
列表和元組都是有序的集合，都能夠 通過索引值 獲取到對應的數據
字典是一個無序的集合，是使用 鍵值對 保存數據

5.3 運算符

運算符	Python 表達式	結果	描述	支持的數據類型
+	[1, 2] + [3, 4]	[1, 2, 3, 4]	合併	字符串、列表、元組
*	[“Hi!”] * 4	[‘Hi!’, ‘Hi!’, ‘Hi!’, ‘Hi!’]	重複	字符串、列表、元組
in	3 in (1, 2, 3)	True	元素是否存在	字符串、列表、元組、字典
not in	4 not in (1, 2, 3)	True	元素是否不存在	字符串、列表、元組、字典
> >= == < <=	(1, 2, 3) < (2, 2, 3)	True	元素比較	字符串、列表、元組

注意

in 在對字典操作時，判斷的是 字典的鍵
in 和 not in 被稱爲 成員運算符

成員運算符

成員運算符用於測試序列中是否包含指定的成員

運算符	描述	實例
in	如果在指定的序列中找到值返回 True，否則返回 False	`3 in (1, 2, 3)` 返回 `True`
not in	如果在指定的序列中沒有找到值返回 True，否則返回 False	`3 not in (1, 2, 3)` 返回 `False`

注意：在對字典操作時，判斷的是 字典的鍵

5.4 完整的 for 循環語法

在 Python 中完整的 for 循環 的語法如下：

for 變量 in 集合:
    
    循環體代碼
else:
    沒有通過 break 退出循環，循環結束後，會執行的代碼

應用場景

在 迭代遍歷 嵌套的數據類型時，例如 一個列表包含了多個字典
需求：要判斷某一個字典中是否存在指定的值
- 如果存在，提示並且退出循環
- 如果 不存在，在 循環整體結束 後，希望 得到一個統一的提示

students = [
    {"name": "阿土",
     "age": 20,
     "gender": True,
     "height": 1.7,
     "weight": 75.0},
    {"name": "小美",
     "age": 19,
     "gender": False,
     "height": 1.6,
     "weight": 45.0},
]

find_name = "阿土"

for stu_dict in students:

    print(stu_dict)

    # 判斷當前遍歷的字典中姓名是否爲find_name
    if stu_dict["name"] == find_name:
        print("找到了")

        # 如果已經找到，直接退出循環，就不需要再對後續的數據進行比較
        break

else:
    print("沒有找到")

print("循環結束")

資料來源於黑馬程序員

下一篇：Python變量進階

Python高級變量類型

目標

知識點回顧

01. 列表

1.1 列表的定義

1.2 列表常用操作

del 關鍵字（科普）

關鍵字、函數和方法（科普）

1.3 循環遍歷

1.4 應用場景

02. 元組

2.1 元組的定義

創建空元組

元組中 只包含一個元素 時，需要 在元素後面添加逗號

2.2 元組常用操作

2.3 循環遍歷

2.4 應用場景

元組和列表之間的轉換

03. 字典

3.1 字典的定義

3.2 字典常用操作

3.3 循環遍歷

3.4 應用場景

04. 字符串

4.1 字符串的定義

4.2 字符串的常用操作

1) 判斷類型 - 9

2) 查找和替換 - 7

3) 大小寫轉換 - 5

4) 文本對齊 - 3

5) 去除空白字符 - 3

6) 拆分和連接 - 5

4.3 字符串的切片

索引的順序和倒序

05. 公共方法

5.1 Python 內置函數

5.2 切片

5.3 運算符

成員運算符

5.4 完整的 for 循環語法

應用場景

元組中只包含一個元素時，需要在元素後面添加逗號