Python（6） -- 数据容器
1. 数据容器入门
1. 什么是数据容器？
一种可以存储多个元素的Python数据类型
2. Python有哪些数据容器？
list(列表)、tuple(元组)、str(字符串)、set(集合)、dict(字典)
它们各有特点，但都满足可容纳多个元素的特性。
2. 数据容器：list(列表)
2.1 列表的定义
- 以 [] 作为标识
- 列表内每一个元素之间用, 逗号隔开
元素：数据容器内的每一份数据
注：
列表可以一次存储多个数据，且可以为不同的数据类型，支持嵌套
2.2 列表的下标索引
列表的下标索引：
- 列表的每一个元素，都有编号称之为下标索引
- 从前向后的方向，编号从0开始递增
- 从后向前的方向，编号从-1开始递减
如何通过下标索引取出对应位置的元素呢？ 列表[下标]
注：标索引的取值范围，超出范围无法取出元素，并且会报错
2.3 列表的常用操作
编号 | 使用方式 | 作用 |
1 | 列表.append(元素) | 向列表中追加一个元素 |
2 | 列表.extend(容器) | 将数据容器的内容依次取出，追加到列表尾部 |
3 | 列表.insert(下标, 元素) | 在指定下标处，插入指定的元素 |
4 | del 列表[下标] | 删除列表指定下标元素 |
5 | 列表.pop(下标) | 删除列表指定下标元素 |
6 | 列表.remove(元素) | 从前向后，删除此元素第一个匹配项 |
7 | 列表.clear() | 清空列表 |
8 | 列表.count(元素) | 统计此元素在列表中出现的次数 |
9 | 列表.index(元素) | 查找指定元素在列表的下标 找不到报错ValueError |
10 | len(列表) | 统计容器内有多少元素 |
2.3.1 列表的特点：
- 可以容纳多个元素（上限为2**63-1、9223372036854775807个）
- 可以容纳不同类型的元素（混装）
- 数据是有序存储的（有下标序号）
- 允许重复数据存在
- 可以修改（增加或删除元素等）
3. list（列表）的遍历
遍历 ：将容器内的元素依次取出，并处理。
遍历列表的元素： 可以使用while或for循环
for循环的语法：
for循环和while对比：
- for循环更简单，while更灵活
- for用于从容器内依次取出元素并处理，while用以任何需要循环的场景
4. 数据容器：tuple(元组)
4.1 元组的定义
元组定义：定义元组使用小括号，且使用逗号隔开各个数据，数据可以是不同的数据类型。
元组也支持嵌套：
注意事项：
注意：元组只有一个数据，这个数据后面要添加逗号
4.2 元组的操作
编号 | 方法 | 作用 |
1 | index() | 查找某个数据，如果数据存在返回对应的下标，否则报错 |
2 | count() | 统计某个数据在当前元组出现的次数 |
3 | len(元组) | 统计元组内的元素个数 |
注意：元组由于不可修改的特性，所以其操作方法非常少。
4.3 元组的特点
- 可以容纳多个数据
- 可以容纳不同类型的数据（混装）
- 数据是有序存储的（下标索引）
- 允许重复数据存在
- 不可以修改（增加或删除元素等）
- 支持for循环
5. 数据容器：str(字符串)
5.1 字符串
字符串可以看做是字符的容器，支持下标索引等特性
5.2 字符串的操作
编号 | 操作 | 说明 |
1 | 字符串[下标] | 根据下标索引取出特定位置字符 |
2 | 字符串.index(字符串） | 查找给定字符的第一个匹配项的下标 |
3 | 字符串.replace(字符串1, 字符串2) | 将字符串内的全部字符串1，替换为字符串2 不会修改原字符串，而是得到一个新的 |
4 | 字符串.split(字符串) | 按照给定字符串，对字符串进行分隔 不会修改原字符串，而是得到一个新的列表 |
5 | 字符串.strip() 字符串.strip(字符串) | 移除首尾的空格和换行符或指定字符串 |
6 | 字符串.count(字符串) | 统计字符串内某字符串的出现次数 |
7 | len(字符串) | 统计字符串的字符个数 |
5.3 字符串的特点
- 只可以存储字符串
- 长度任意（取决于内存大小）
- 支持下标索引
- 允许重复字符串存在
- 不可以修改（增加或删除元素等）
- 支持for循环
6. 数据容器 （序列）的切片
序列： 内容连续、有序，支持下标索引的一类数据容器
序列分类： 列表、元组、字符串
切片： 序列[起始:结束:步长]
- 起始可以省略，省略从头开始
- 结束可以省略，省略到尾结束
- 步长可以省略，省略步长为1（可以为负数，表示倒序执行）
7. 数据容器：set(集合)
7.1 集合的定义
基本语法：
去重且无序
7.2 集合的操作
编号 | 操作 | 说明 |
1 | 集合.add(元素) | 集合内添加一个元素 |
2 | 集合.remove(元素) | 移除集合内指定的元素 |
3 | 集合.pop() | 从集合中随机取出一个元素 |
4 | 集合.clear() | 将集合清空 |
5 | 集合1.difference(集合2) | 得到一个新集合，内含2个集合的差集 原有的2个集合内容不变 |
6 | 集合1.difference_update(集合2) | 在集合1中，删除集合2中存在的元素 集合1被修改，集合2不变 |
7 | 集合1.union(集合2) | 得到1个新集合，内含2个集合的全部元素 原有的2个集合内容不变 |
8 | len(集合) | 得到一个整数，记录了集合的元素数量 |
7.3 集合的特点
- 可以容纳多个数据
- 可以容纳不同类型的数据（混装）
- 数据是无序存储的（不支持下标索引）
- 不允许重复数据存在
- 可以修改（增加或删除元素等）
- 支持for循环
8. 数据容器：dict(字典、映射)
8.1 字典的定义
字典的定义，同样使用{}，不过存储的元素是一个个的：键值对
字典可以提供基于Key检索Value的场景实现
如下语法：
注意：
- 使用{}存储原始，每一个元素是一个键值对
- 每一个键值对包含Key和Value（用冒号分隔）
- 键值对之间使用逗号分隔
- Key和Value可以是任意类型的数据（key不可为字典）
- Key不可重复，重复会对原有数据覆盖
8.2 字典的操作
编号 | 操作 | 说明 |
1 | 字典[Key] | 获取指定Key对应的Value值 |
2 | 字典[Key] = Value | 添加或更新键值对 |
3 | 字典.pop(Key) | 取出Key对应的Value并在字典内删除此Key的键值对 |
4 | 字典.clear() | 清空字典 |
5 | 字典.keys() | 获取字典的全部Key，可用于for循环遍历字典 |
6 | len(字典) | 计算字典内的元素数量 |
注意：新增和更新元素的语法一致，如果Key不存在即新增，如果Key存在即更新（Key不可重复）
8.3 字典的特点
- 可以容纳多个数据
- 可以容纳不同类型的数据
- 每一份数据是KeyValue键值对
- 可以通过Key获取到Value，Key不可重复（重复会覆盖）
- 不支持下标索引
- 可以修改（增加或删除更新元素等）
- 支持for循环，不支持while循环
9. 数据容器的通用操作
9.1 数据容器特点对比
列表 | 元组 | 字符串 | 集合 | 字典 | |
元素数量 | 支持多个 | 支持多个 | 支持多个 | 支持多个 | 支持多个 |
元素类型 | 任意 | 任意 | 仅字符 | 任意 | Key：Value Key：除字典外任意类型 Value：任意类型 |
下标索引 | 支持 | 支持 | 支持 | 不支持 | 不支持 |
重复元素 | 支持 | 支持 | 支持 | 不支持 | 不支持 |
可修改性 | 支持 | 不支持 | 不支持 | 支持 | 支持 |
数据有序 | 是 | 是 | 是 | 否 | 否 |
使用场景 | 可修改、可重复的一批数据记录场景 | 不可修改、可重复的一批数据记录场景 | 一串字符的记录场景 | 不可重复的数据记录场景 | 以Key检索Value的数据记录场景 |
9.2 容器通用功能
功能 | 描述 |
通用for循环 | 遍历容器（字典是遍历key） |
max | 容器内最大元素 |
min() | 容器内最小元素 |
len() | 容器元素个数 |
list() | 转换为列表 |
tuple() | 转换为元组 |
str() | 转换为字符串 |
set() | 转换为集合 |
sorted(序列, [reverse=True]) | 排序，reverse=True表示降序 得到一个排好序的列表 |
9.3 字符串大小比较
字符串是按位比较，也就是一位位进行对比，只要有一位大，那么整体就大。通过ASCII码表，确定字符对应的码值数字来确定大小