【Python基礎 09】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 中數據類型能夠分爲 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，全部 非數字型變量 都支持如下特色：
  1. 都是一個 序列 sequence，也能夠理解爲 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. 連接 + 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，在其餘語言中一般叫作 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 又能夠被稱爲 下標

注意：從列表中取值時，若是 超出索引範圍，程序會報錯

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

1.2 列表經常使用操做

• 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 可以使用的 方法 以下：

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	增長	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) 一樣能夠刪除列表中元素
• del 關鍵字本質上是用來 將一個變量從內存中刪除的
• 若是使用 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]

在平常開發中，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、具備特殊意義的標識符

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

關鍵字後面不須要使用括號

• 函數 封裝了獨立功能，能夠直接調用

函數名(參數)

函數須要死記硬背

• 方法 和函數相似，一樣是封裝了獨立的功能
• 方法 須要經過 對象 來調用，表示針對這個 對象 要作的操做

對象.方法名(參數)

在變量後面輸入 .，而後選擇針對這個變量要執行的操做，記憶起來比函數要簡單不少

1.3 循環遍歷

• 遍歷 就是 從頭至尾 依次 從 列表 中獲取數據
  • 在 循環體內部 針對 每個元素，執行相同的操做
• 在 Python 中爲了提升列表的遍歷效率，專門提供的 迭代 iteration 遍歷
• 使用 for 就可以實現迭代遍歷

# 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做
    print(name)

1.4 應用場景

• 儘管 Python 的 列表 中能夠 存儲不一樣類型的數據
• 可是在開發中，更多的應用場景是
  1. 列表 存儲相同類型的數據
  2. 經過 迭代遍歷，在循環體內部，針對列表中的每一項元素，執行相同的操做

02. 元組

2.1 元組的定義

• Tuple（元組）與列表相似，不一樣之處在於元組的 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)

建立空元組

info_tuple = ()

元組中 只包含一個元素 時，須要 在元素後面添加逗號

info_tuple = (50, )

2.2 元組經常使用操做

• 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 可以使用的函數以下：

info.count  info.index

有關 元組 的 經常使用操做 能夠參照上圖練習

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 從頭至尾 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做
    print(item)

• 在 Python 中，可使用 for 循環遍歷全部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 可以確認元組中的數據類型，不然針對元組的循環遍歷需求並非不少

2.4 應用場景

• 儘管可使用 for in 遍歷 元組
• 可是在開發中，更多的應用場景是：
  • 函數的 參數 和 返回值，一個函數能夠接收 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 給你們介紹
  • 格式字符串，格式化字符串後面的 () 本質上就是一個元組
  • 讓列表不能夠被修改，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 函數能夠把元組轉換成列表

list(元組)

• 使用 tuple 函數能夠把列表轉換成元組

tuple(列表)

03. 字典

3.1 字典的定義

• dictionary（字典） 是 除列表之外 Python 之中 最靈活 的數據類型
• 字典一樣能夠用來 存儲多個數據
  • 一般用於存儲 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
  • 鍵必須是惟一的
  • 值 能夠取任何數據類型，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 字典經常使用操做

• 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 可以使用的函數以下：

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 經常使用操做 能夠參照上圖練習

3.3 循環遍歷

• 遍歷 就是 依次 從 字典 中獲取全部鍵值對

# 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，因爲字典中每個鍵值對保存數據的類型是不一樣的，因此針對字典的循環遍歷需求並非不少

3.4 應用場景

• 儘管可使用 for in 遍歷 字典
• 可是在開發中，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 中可使用 一對雙引號 " 或者 一對單引號 ' 定義一個字符串
  • 雖然可使用 \" 或者 \' 作字符串的轉義，可是在實際開發中：
  • 若是字符串內部須要使用 "，可使用 ' 定義字符串
  • 若是字符串內部須要使用 '，可使用 " 定義字符串
• 可使用 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
• 也可使用 for 循環遍歷 字符串中每個字符

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 字符串的經常使用操做

• 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 可以使用的 方法 以下：

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：正是由於 python 內置提供的方法足夠多，才使得在開發時，可以針對字符串進行更加靈活的操做！應對更多的開發需求！

1) 判斷類型 - 9

方法	說明
string.isspace()	若是 string 中只包含空格，則返回 True
string.isalnum()	若是 string 至少有一個字符而且全部字符都是字母或數字則返回 True
string.isalpha()	若是 string 至少有一個字符而且全部字符都是字母則返回 True
string.isdecimal()	若是 string 只包含數字則返回 True，全角數字
string.isdigit()	若是 string 只包含數字則返回 True，全角數字、⑴、\u00b2
string.isnumeric()	若是 string 只包含數字則返回 True，全角數字，漢字數字
string.istitle()	若是 string 是標題化的(每一個單詞的首字母大寫)則返回 True
string.islower()	若是 string 中包含至少一個區分大小寫的字符，而且全部這些(區分大小寫的)字符都是小寫，則返回 True
string.isupper()	若是 string 中包含至少一個區分大小寫的字符，而且全部這些(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)	檢查字符串是不是以 str 開頭，是則返回 True
string.endswith(str)	檢查字符串是不是以 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，若是 start 和 end 指定範圍，則檢查是否包含在指定範圍內，若是是返回開始的索引值，不然返回 -1
string.rfind(str, start=0, end=len(string))	相似於 find()，不過是從右邊開始查找
string.index(str, start=0, end=len(string))	跟 find() 方法相似，不過若是 str 不在 string 會報錯
string.rindex(str, start=0, end=len(string))	相似於 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，若是 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()	把字符串的每一個單詞首字母大寫
string.lower()	轉換 string 中全部大寫字符爲小寫
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) 拆分和鏈接 - 5

方法	說明
string.partition(str)	把字符串 string 分紅一個 3 元素的元組 (str前面, str, str後面)
string.rpartition(str)	相似於 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，若是 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，返回一個包含各行做爲元素的列表
string.join(seq)	以 string 做爲分隔符，將 seq 中全部的元素（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，都可以 經過索引值 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. 指定的區間屬於 左閉右開 型 [開始索引, 結束索引)
   • 從 起始 位開始，到 結束位的前一位 結束（不包含結束位自己)
2. 從頭開始，開始索引 數字能夠省略，冒號不能省略
3. 到末尾結束，結束索引 數字能夠省略，冒號不能省略
4. 步長默認爲 1，若是連續切片，數字和冒號均可以省略

索引的順序和倒序

• 在 Python 中不只支持 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 包含了如下內置函數：

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	若是是字典，只針對 key 比較
min(item)	返回容器中元素最小值	若是是字典，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 比較符合如下規則： "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，都可以 經過索引值 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 操做時，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	若是在指定的序列中找到值返回 True，不然返回 False	3 in (1, 2, 3) 返回 True
not in	若是在指定的序列中沒有找到值返回 True，不然返回 False	3 not in (1, 2, 3) 返回 False

注意：在對 字典 操做時，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 的語法以下：

for 變量 in 集合:

    循環體代碼
else:
    沒有經過 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
  • 若是 存在，提示而且退出循環
  • 若是 不存在，在 循環總體結束 後，但願 獲得一個統一的提示

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")

        # 若是已經找到，直接退出循環，就不須要再對後續的數據進行比較
        break

else:
    print("沒有找到")

print("循環結束")