# 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 中數據類型可以分為 **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` * 復數型 (`complex`) * 主要用于科學計算，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`，也可以理解為 **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 **重復** `*` 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** * 專門用于存儲 **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** 又可以被稱為 **下標** > 注意：從列表中取值時，如果 **超出索引范圍**，程序會報錯 ```python 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 | 關鍵字 / 函數 / 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，后續的代碼就不能再使用這個變量了 ```python 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 ```python In [1]: import keyword In [2]: print(keyword.kwlist) In [3]: print(len(keyword.kwlist)) ``` > 關鍵字后面不需要使用括號 * **函數** 封裝了獨立功能，可以直接調用 ```python 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 ```python 對象.方法名(參數) ``` > 在變量后面輸入 `.`，然后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` 中為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 ```python # 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** * 盡管 `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，不同之處在于元組的 **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 * 用于存儲 **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 ```python info_tuple = ("zhangsan", 18, 1.75) ``` #### 創建空元組 ```python info_tuple = () ``` #### 元組中 **只包含一個元素** 時，需要 **在元素后面添加逗號** ```python 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： ```python 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 ```python # 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并不是很多 ### 2.4 應用場景 * 盡管可以使用 `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**，在后續 **函數高級** 給大家介紹 * **格式字符串**，格式化字符串后面的 `()` 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 ```python 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 ```python list(元組) ``` * 使用 `tuple` 函數可以把列表轉換成元組 ```python 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** * 通常用于存儲 **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** ```python 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 ```python # 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，由于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并不是很多 ### 3.4 **應用場景** * 盡管可以使用 `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** ```python 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 ```python 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：正是因為 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 至少有一個字符并且所有字符都是字母或數字則返回 True | | string.isalpha() | 如果 string 至少有一個字符并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，并且所有這些(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，并且所有這些(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 指定范圍，則檢查是否包含在指定范圍內，如果是返回開始的索引值，否則返回 `-1` | | string.rfind(str, start=0, end=len(string)) | 類似于 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)) | 類似于 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 中所有大寫字符為小寫 | | string.upper() | 轉換 string 中的小寫字母為大寫 | | 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，并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，并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，并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后面) | | string.rpartition(str) | 類似于 partition() 方法，不過是從右邊開始查找 | | string.split(str="", num) | 以 str 為分隔符拆分 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為元素的列表 | | string.join(seq) | 以 string 作為分隔符，將 seq 中所有的元素（的字符串表示）合并為一個新的字符串 | ### 4.3 字符串的切片 * **切片** 方法適用于 **字符串**、**列表**、**元組** * **切片** 使用 **索引值** 來限定范圍，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**： 1. 指定的區間屬于 **左閉右開** 型 `[開始索引, 結束索引)` => `開始索引 >= 范圍 < 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**) 2. 從頭開始，**開始索引** **數字可以省略，冒號不能省略** 3. 到末尾結束，**結束索引** **數字可以省略，冒號不能省略** 4. 步長默認為 `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 * 2. 截取從 2 ~ `末尾` 的字符串 * 3. 截取從 `開始` ~ 5 位置 的字符串 * 4. 截取完整的字符串 * 5. 從開始位置，每隔一個字符截取字符串 * 6. 從索引 1 開始，每隔一個取一個 * 7. 截取從 2 ~ `末尾 - 1` 的字符串 * 8. 截取字符串末尾兩個字符 * 9. 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 | 備注 | | --- | --- | --- | | 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 小于/0 相等/1 大于 | 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** 來限定范圍，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] | 合并 | 字符串、列表、元組 | | * | ["Hi!"] * 4 | ['Hi!', 'Hi!', 'Hi!', 'Hi!'] | 重復 | 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` 被稱為 **成員運算符** #### 成員運算符 成員運算符用于 **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： ```python for 變量 in 集合: 循環體代碼 else: 沒有通過 break 退出循環，循環結束后，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**，提示并且退出循環 * 如果 **不存在**，在 **循環整體結束** 后，希望 **得到一個統一的提示** ```python 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為find_name if stu_dict["name"] == find_name: print("找到了") # 如果已經找到，直接退出循環，就不需要再對后續的數據進行比較 break else: print("沒有找到") print("循環結束") ```