《统计分析软件：使用R与Python》 课件 第9章 Python 语言基础

9.1在R中调用Python9.2Python入门9.3Python数据结构9.4Python流程控制9.5函数第9章Python语言基础Python语言基础Python入门关键字和标识符变量与常量Python语句数据类型及转换运算符Python数据结构通用序列操作列表元组字符串字典Python流程控制if条件语句while及for循环在R中调用Pythonreticulate包

Python函数参数匿名函数模块包Python语言是一种解释型、面向对象、动态数据类型的高级程序设计语言Python语言9.1在R中运行PythonR中的reticulate包为Python和R之间的互操作性提供了一套全面的工具。包括以下工具：

以多种方式从R调用Python，包括RMarkdown、获取Python脚本、导入Python模块以及在R会话中以交互方式使用Python。R和Python对象之间的转换（例如，在R和Pandas数据帧之间，或在R矩阵和NumPy数组之间）。灵活绑定到不同版本的Python，包括虚拟环境和Conda环境。适合用Python进行数据预处理的R开发人员reticulate包py_config()函数查看正在运行的Python版本以及其他配置细节miniconda环境library(reticulate)#安装miniconda环境install_miniconda()#显示miniconda安装地址miniconda_path()#更新miniconda环境miniconda_update()#miniconda环境中安装Python库py_install("matplotlib")在R中运行Pythonlibrary(reticulate)交互式：repl_python()source_python("py_code.py")Python3.10.9(C:/Users/admin/AppData/Local/Programs/Python/Python310/python.exe)Reticulate1.34.0REPL--APythoninterpreterinR.Enter'exit'or'quit'toexittheREPLandreturntoR.>>>9.2Python快速入门和R一样，Python脚本是文本文件，可以使用文本编辑器编写并使用.py扩展名保存即可。9.2.1Python版HelloWorld>>>print（“Helloworld!“）#>>>PythonShell提示符Helloworld!>>>abs(-4)#abs():内建函数，取绝对值4>>>myString=‘Helloworld!’#单引号、双引号成对使用>>>print(myString)Helloworld!>>>myString‘Helloworld!’#显示结果带引号>>>_#下划线含义：表示最后一个表达式‘Helloworld!’9.2.2关键字和标识符除了True、False和None之外的所有关键字都是小写的Python中的关键字标识符编写标识符的规则：标识符可以是小写（a到z）或大写（A到Z）或数字（0到9）或下划线_的字母组合。像“myClass”、“var_1”和“print_this_to_screen”这样的名字都是合法的例子。标识符不能以数字开头。例如，“1variable”无效，但“variable1”是有效名称。关键字不能用作标识符。9.2.3变量和常量Python的变量命名规则和R语言大致相同。不同之处：Python允许下划线作为开头，但不允许英文句点作为开头或变量名的一部分

而R则恰恰相反，不允许下划线作为开头，但允许英文句点作为开头或变量名的一部分。合法的变量赋值一次分配给多个变量一次为多个变量分配相同的值变量赋值动态数据类型一般的情况下，我们用状态图表示变量的状态。左边是变量的名称，右边是变量值，中间的箭头指向值。状态图显示了赋值语句的最终操作结果。>>>advice='boss,wewanthavealunch‘>>>money=99999999>>>spend=1.11111111如上面几条语句对应的状态图如下图所示：在使用变量前，需要对其赋值，没有值的变量是没有意义的，编译器也不会编译通过。例如定义一个变量为abc，不赋任何值，输入及结果如下：>>>abcTraceback(mostrecentcalllast):File"<pyshell#33>",line1,in<module>abcNameError:name'abc'isnotdefined同一个变量可以反复赋值，而且可以是不同类型的变量，输入如下：>>>a=123123>>>a='ABC'>>>print(a)ABC这种变量本身类型不固定的语言称之为动态语言，与之对应的是静态语言。静态语言在定义变量时必须指定变量类型，如果赋值的时候类型不匹配，就会报错。和静态语言相比，动态语言更灵活，就是这个原因。下划线“_”可以出现在变量名中。它经常用于连接多个词组。比如happy_study,do_it_with_more_practice。交互模式输入如下：>>>happy_study='stayhungrystayfoolish'>>>print(happy_study)stayhungrystayfoolish如果给变量取非法的名称，解释器显示语法错误。请看下面的示例：>>>2wrongtest='justfortest'SyntaxError:invalidsyntax该示例提示语法错误，错误信息为无效的语法，原因是它不是以字母开头。>>>xiaoming@me='surprised'SyntaxError:can'tassigntooperator该示例提示语法错误，错误信息为不能做指定操作，原因为它包含了一个非法字符@。（

python3中

@

表示矩阵乘法

）>>>from='from'SyntaxError:invalidsyntaxfrom是Python的一个关键字。解释器通过关键字来识别程序的结构，并且它们不能用来作为变量名称。语句是Python解释器可以运行的一个代码单元，也可以理解为可以执行的命令。我们目前已经使用过了两种语句：print打印语句和赋值语句。赋值语句有两个作用：一是建立新的变量，二是将值赋予变量。任何变量在使用时，都必须赋值。否则，被视为不存在的变量。>>>advice='boss,wewanthavealunch‘>>>type(advice)<class'str'>这个语句中的advice的类型是字符串（str）类型的。Python语句、缩进和注释表

达

式表达式是值、变量和操作符的组合。单独一个值也被看作一个表达式。单独的变量也可以看作一个表达式。表达式和语句一般不容易区分，很多人会将两者混在一起。那么语句和表达式之间有什么区别？表达式是某事，而语句是做某事，说的通俗点就是告诉计算机做什么。比如3*3是9，而print(3*3)打印出来是9。那么区别在哪里？比如我们在交互模式下输入如下：>>>3*39>>>print(3*3)9在交互模式下，其结果都是一样的。但这只是因为解释器总是把所有表达式的值打印出来而已（其内部都使用了相同的函数对结果进行呈现，后面会有细致的介绍）。一般情况下，Python不会这么做，毕竟3*3这样的表达式并不能做什么有趣的事情，而编写print(3*3)会有一个显示的。语句和表达式之间的区别在赋值时会表现的更加明显一些。因为语句不是表达式，所以没有值可供交互式解释器打印出来。比如在交互模式下输入如下：>>>a=100>>>

>>>10*10100打印的结果。赋值语句输入完成后，下面立刻出现了新的提示输入符。而表达式输入完成后，下面立刻得到了结果。不过对于赋值语句，有些东西已经变了，变量a现在绑定了一个值100。这个是语句特性的一般定义：它们改变了事物。比如，赋值语句改变了变量，print语句改变了屏幕显示的内容。赋值语句可能是任何计算机程序设计语言中最重要的语句类型，尽管现在还难以说清它们的重要性。大多数编程语言（如C、C++和R）都使用大括号{}来定义代码块。Python使用缩进的方法来区分代码块。代码块（函数体、循环等）均以缩进开始，以第一个未缩进的行结束。缩进量可以自行决定，但必须在整个块中保持一致。代码块使用四个空格的缩进当程序变的更大更复杂时，读起来也更困难。程序的各部分之间紧密衔接，想依靠部分的代码来了解整个程序要做的，是困难的。在现实中，经常会遇到一段代码，很难弄清楚它在做什么、为什么那么做。在程序中加入自然语言的笔记来解释程序在做什么，是个不错的主意。这种笔记称为注释（comments。注释可以单独占一行，也可以放在语句行的末尾。注释在Python中，使用#号开始表示注释行。多行注释则使用连续单个单引号或者双引号文档字符串（docstring）文档字符串时使用三引号思考题>>>b='''line1#bisline1line2line3'''print(b)Python3支持三种不同的数值类型：

整型（int）、浮点型（float）、复数（complex）。字符串布尔类型空值9.2.4Python数据类型整型整型(int)，通常被称为是整型或整数，是正或负整数，不带小数点。例如交互模式下输入如下：>>>5151这里使用的就是整型。整型加法如下：>>>25+2550整型减法：>>>51-501整型乘法：>>>51*2102整型除法：>>>153/513.0>>>155/513.0392156862745097此处出现除不尽的情况了。在整数除法中，除法（/）计算结果是浮点数，即使是两个整数恰好整除，结果也是浮点数，如果只想得到整数的结果，丢弃可能的分数部分，可以使用地板除（//），整数的地板除（//）永远是整数，即使除不尽。改成如下写法：>>>153//513>>>155//513地板除（//）只取结果的整数部分，Python还提供一个余数运算，可以得到两个整数相除的余数。如下：>>>153%510>>>155%512浮点型浮点型(float)，浮点型由整数部分与小数部分组成，浮点型也可以使用科学计数法表示。先看示例：>>>3.3*102336.59999999999997按预计应该一位小数，但输出结果却有这么多位小数。是因为整数和浮点数在计算机内部存储的方式是不同的，整数运算永远是精确的，而浮点数运算则可能会有四舍五入的误差。如下输入：>>>3.3*102+15.5352.09999999999997浮点除法：>>>153/51.03.0>>>155/51.03.0392156862745097浮点地板除：>>>155//51.03.0>>>155%51.02.0复数复数((complex))，复数由实数部分和虚数部分构成，可以用a+bj,或者complex(a,b)表示，复数的实部a和虚部b都是浮点型。Python支持复数，Python的复数我们当前阶段使用或接触的比较少，此处就不做具体的讲解，有一个概念即可，有兴趣可以自行查阅相关资料。字符串字符串是以单引号'或双引号"括起来的任意文本,如果字符串内部既包含'又包含"可以用转义字符来标识转义字符\\可以转义很多字符，比如\\n表示换行，\\t表示制表符布尔类型在Python中，使用True、False表示布尔值（请注意大小写）空值是Python里一个特殊的值，用

None

表示，一般用

None

填充表格中的缺失值空值（NoneType）9.2.5数据类型转换有时候，我们需要对数据内置的类型进行转换，数据类型的转换，你只需要将数据类型作为函数名即可。关于数据的类型转换，有如下几个函数可以使用：int(x)将x转换为一个整数。float(x)将x转换到一个浮点数。complex(x)将x转换到一个复数，实数部分为x，虚数部分为0。complex(x,y)将x和y转换到一个复数，实数部分为x，虚数部分为y。x和y是数字表达式。函数str()

和bool()

分别用于将变量转换成字符串和布尔型变量.int(x)示例：>>>int(352.1)352float(x)示例：>>>float(352.1)352.1>>>float(int(352.1))352.0这里先把352.1取整得到整数352，再用float将352转换成浮点数352.0，这样就得到我们需要的结果。某些变量无法转换成数值型变量只有在变量值为0时，bool

转换的结果才为False：使用

type()

函数来获取某值的类型type()函数9.2.6运算符和操作对象运算符和操作对象是计算机中比较常见的，任何的计算，都涉及到运算符和操作对象。本节将介绍Python中的运算符和操作对象。什么是运算符和操作对象运算符我知道，我们前面学习的加（+）、减（-）、乘（*）、除（/）、地板除（//）、取余（%）等都是运算符，是一些特殊符号的集合。操作对象就是由运算符连接起来的对象。Python支持以下8种运算符：（1）算术运算符。（2）比较（关系）运算符。（3）赋值运算符。（4）逻辑运算符。（5）位运算符。

（6）成员运算符。（7）身份运算符。（8）运算符优先级。算术运算符以下变量a为10，变量b为5：运算符描述实例+加：两个对象相加a+b输出结果

15-减：得到负数或是一个数减去另一个数a-b输出结果

5*乘：两个数相乘或是返回一个被重复若干次的字符串a*b输出结果

50/除：x除以ya/b输出结果

2%取模：返回除法的余数b%a输出结果

0**幂：返回x的y次幂a**b为10的5次方，输出结果

100000//取整除（地板除）：返回商的整数部分9//2输出结果4,9.0//2.0输出结果

4.0交互模式下输入：>>>2**32/1024/1024/10244.0>>>2**64/1024/1024/102417179869184.02**32是2的32次方，这个就是32位操作系统最大支持的内存的字节数，除以第一个1024是转换为KB，1KB=1024B，除以第二个1024是转换为MB，1MB=1024KB，除以第三个1024是转换为GB，1GB=1024MB。这个结果也就意味着32位的操作系统最大只能支持4GB的内存。现在大家都趋向于选择64位的了，64位的系统能支持多大内存，自己可以算一下。比较运算符以下变量a为10，变量b为20：运算符描述实例==等于：比较对象是否相等(a==b)返回

False。!=不等于：比较两个对象是否不相等(a!=b)返回

True.>

大于：返回x是否大于y(a>b)返回

False。<

小于：返回x是否小于y。(a<b)返回

True。>=大于等于：返回x是否大于等于y。(a>=b)返回

False。<=小于等于：返回x是否小于等于y。(a<=b)返回

True。在一些地方，会看到用1代表True，0代表False，这种是正确也是合理的表示方式，这个大家更多会理解为开和关的意思，就像我们物理中所学习的电流的打开和关闭一样。后面会有更多的地方用到用1和0代表True、False的示例。另外，在Python2中，有时可能会看到这个<>符号，其和!=一样，也表示不等于，在Python3中已去除，若以后有看到<>运算符，那应当使用的是Python2。赋值运算符以下变量a为10，变量b为20：运算符描述实例=简单的赋值运算符c=a+b将

a+b的运算结果赋值为c+=加法赋值运算符c+=a等效于

c=c+a运算符描述实例-=减法赋值运算符c-=a等效于

c=c–a*=乘法赋值运算符c*=a等效于

c=c*a/=除法赋值运算符c/=a等效于

c=c/a%=取模赋值运算符c%=a等效于

c=c%a**=幂赋值运算符c**=a等效于

c=c**a//=取整（地板）除赋值运算符c//=a等效于

c=c//a位运算符按位运算符是把数字看作二进制来进行计算的。Python中的按位运算法则如下。以下变量a为60，变量b为13：运算符描述实例(a=60,b=13)&按位与运算符(a&b)输出结果

12，二进制解释：

00001100|按位或运算符(a|b)输出结果

61，二进制解释：

00111101^按位异或运算符：(a^b)输出结果

49，二进制解释：

00110001~按位取反运算符：(~a)输出结果

-61，二进制解释：

11000011，在一个有符号二进制数的补码形式。<<

左移动运算符：<<“右边的数指定移动的位数，高位丢弃，低位补0。a<<2输出结果

240，二进制解释：

11110000>>

右移动运算符：a>>2输出结果

15，二进制解释：

00001111逻辑运算符Python语言支持逻辑运算符，以下变量a为10，变量b为20：运算符逻辑表达式描述实例Andxandy布尔"与"-如果

x为

False，xandy返回

False，否则它返回

y的计算值。(aandb)返回

20。Orxory布尔“或”-如果

x是非

0，它返回

x的值，否则它返回

y的计算值。(aorb)返回

10。Notnotx布尔“非”-如果

x为True，返回

False。如果

x为

False，它返回

True。not(aandb)返回False成员运算符Python还支持成员运算符，测试实例中包含了一系列的成员，包括字符串，列表或元组。运算符描述实例in如果在指定的序列中找到值返回

True，否则返回

False。x在y序列中,如果x在y序列中返回True。notin如果在指定的序列中没有找到值返回

True，否则返回

False。x不在y序列中,如果x不在y序列中返回

True。a=10b=3list=[1,2,3,4]print(ainlist)print(binlist)身份运算符身份运算符用于比较两个对象的存储单元运算符描述实例isis判断两个标识符是不是引用自一个对象xisy,如果id(x)等于id(y),

is

返回结果1isnotisnot用于判断两个标识符是不是引用自不同对象xisnoty,如果id(x)不等于id(y).isnot

返回结果1a=10b=3print(aisb)print(aisnotb)运算符优先级以下表格列出了从最高到最低优先级的所有运算符：运算符描述**指数

(最高优先级)~+-按位翻转,一元加号和减号

(最后两个的方法名为

+@和

-@)*/%//乘，除，取模和取整除+-加法减法>><<右移，左移运算符&位

'AND'^|位运算符<=<>>=比较运算符<>==!=等于运算符=%=/=//=-=+=*=**=赋值运算符isisnot身份运算符innotin成员运算符notorand逻辑运算符本节将引入一个新的概念：数据结构。数据结构是通过某种方式（例如对元素进行编号）组织在一起的数据元素的集合，这些元素可以是数字或者字符。在Python中，最基本的数据结构是序列（sequence）。Python包含6种内建的序列，即列表、元组、str字符串、Unicode字符串、buffer对象和xrange对象。这里重点讨论最常用的几种：列表、元组、字符串和字典。9.3Python数据结构9.3.1通用序列操作在讲解列表和元组之前，本节先介绍Python中序列的通用操作，这些操作在列表和元组中都会用到。Python中所有序列都可以进行某些特定的操作，这些操作包括：索引（indexing）、分片（sliceing）、序列相加（adding）、乘法（multiplying）、成员资格、长度、最小值和最大值。本节首先讲解对所有序列（包括元组和列表）都通用的操作。索引序列是Python中最基本的数据结构。序列中的每个元素都分配一个数字，代表它在序列中的位置，或索引，第一个索引是0，第二个索引是1，依此类推。序列中所有的元素都是有编号的——从0开始递增。可以通过编号分别对序列的元素进行访问。通过编号来取元素：>>>greeting='Hello'#定义变量greeting，并赋值Hello>>>greeting[0]#根据编号取元素，使用格式为在中括号中输入所取元素编号值'H'>>>greeting[1]'e'>>>greeting[2]'l'序列中的元素是从0开始从左向右依自然顺序编号的，对元素的访问可以通过编号访问。获取元素的方式为变量后面跟上中括号，中括号中输入所取元素的编号值，这个格式需要记住。这里的所指的编号就是索引，可以通过索引获取元素。所有序列都可以通过这种方式进行索引。交互模式下输入如下：>>>greeting[-1]'o'>>>greeting[-2]'l'>>>greeting[-3]'l'>>>greeting[-4]'e'Python的序列也可以从右边开始索引，最右边的一个元素的索引为-1，向左开始递减。在Python中，从左向右索引称为正数索引，从右向左称为负数索引。使用负数索引时，Python会从最后1个元素开始计数。最后一个元素的位置编号是-1。最后一个元素的编号不是-0，这个跟数学中的概念一样的，-0=0，-0和0都是指向第一个元素。Python索引方式list对象a=[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9]Python分片(Slice)操作索引用来对单个元素进行访问，使用分片可以对一定范围内的元素进行访问。一个完整的分片通过冒号相隔的两个索引来实现，用于分隔三个参数(start_index、end_index、step)。当只有一个“:”时，默认第三个参数step=1；当一个“:”也没有时，start_index=end_index，表示切取start_index指定的那个元素。

切片操作基本表达式：object[start_index:end_index:step]

分片在交互模式输入如下：>>>number=[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]>>>number[1:3]#取索引为第一和第二的元素

[2,3]>>>number[-3:-1]#负数表明是从右开始计数，取得倒数第三和倒数第二的元素

[8,9]分片操作既支持正数索引，也支持负数索引，并且分片操作对于提取序列的一部分是很方便的。分片操作的实现需要提供两个索引作为边界，第一个索引的元素是包含在分片内的，第二个则不包含在分片内。>>>number=[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]>>>number[-3,-1][8,9]试试使用索引0作为最后一个元素的下一个元素，输入如下：>>>number[-3:0][]-3代表的是倒数第三个元素，0则代表的是第一个元素，倒数第3个比第一个晚出现，既比第一个排在更后面，所以得到的结果是空序列。>>>number[-3:][8,9,10]>>>number[0:]#从第一个元素开始输出，输出全部结果[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]>>>number[:0]#最后一个元素为第一个，输出为空[]>>>number[:3]#取得前3个元素[1,2,3]若需要输出整个序列，可以将两个索引都设置为空。输入如下：>>>number[:]#取得整个数组[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]进行分片的时候，分片的开始和结束点都需要指定（不管是直接还是间接），用这种方式取连续的元素是没有问题的，但是若要取序列中不连续的元素就会比较麻烦了或是不能操作。比如要取序列number中的所有奇数，以一个序列展示出来，用前面的方法就不能实现了。对于这种情况，Python为我们提供了另外一个参数——步长（steplength），该参数通常是隐式设置的。在普通的分片中，步长是1——分片操作就是按照这个步长逐个遍历序列的元素，遍历后返回开始和结束点之间的所有元素，也可以理解为默认步长是1，既没有设置步长时，步长隐式设置值为1。输入如下：>>>number[0:10:1][1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]分片包含了另外一个数字。这种方式就是步长的显式设置。这个看起来和隐式设置步长没有什么区别，得到结果和之前也是一样的。但是若将步长设置为比1大的数，那结果会怎样呢？输入如下：>>>number[0:10:2][1,3,5,7,9]由上面输出结果我们看到，对于number序列，设置步长为2时，得到的结果就是我们前面想要的奇数序列。步长设置为大于1的数，那会得到一个跳过某些元素的序列。例如我们上面设置的步长为2，得到的序列是从开始到结束每隔1个的元素序列。比如还可以如下进行使用：>>>number[0:10:3][1,4,7,10]>>>number[2:6:3][3,6]>>>number[2:5:3][3]>>>number[1:5:3][2,5]对于一个正数步长，Python会从序列的头部开始向右提取元素，直到最后一个元素；而对于负数步长，则是从序列的尾部开始向左提取元素，直到第一个元素。正数步长，必须让开始点小于结束点；而负数步长，则必须让开始点大于结束点。序列相加通过使用加号可以进行序列的连接操作，输入如下：>>>[1,2,3]+[4,5,6][1,2,3,4,5,6]>>>a=[1,2]>>>b=[5,6]>>>a+b[1,2,5,6]>>>s='hello,'>>>w='world'>>>s+w'hello,world'要实现对应的位置元素相加，怎么办？数字序列可以和数字序列通过加号连接，连接后的结果还是数字序列，字符串序列也可以通过加号连接，连接后的结果还是字符串序列。那数字序列是否可以和字符序列相加呢？结果是怎样的，是数字序列还是字符串序列？输入如下：>>>[1,2]+'hello'Traceback(mostrecentcalllast):File"<pyshell#103>",line1,in<module>[1,2]+'hello'TypeError:canonlyconcatenatelist(not"str")tolist>>>type([1,2])#取得[1,2]的类型为list<class'list'>>>>type('hello')#取得hello的类型为字符串<class'str'>数字序列和字符串序列是不能通过加号连接的。只有类型相同的序列才能通过加号进行序列连接操作，不同类型的序列不能通过加号进行序列连接操作。乘法此处看到标题后不要误认为是数学中定义的乘法。用一个数字x乘以一个序列会生成新的序列，在新的序列中，原来的序列将被重复x次，这个就是序列中的乘法。交互模式下输入如下：>>>'hello'*5'hellohellohellohellohello'>>>[7]*10[7,7,7,7,7,7,7,7,7,7]序列被重复了对应的次数，而不是在数学中所理解的乘法。Python中序列的乘法有什么特殊之处呢？如果要创建一个重复的序列，我们就可以像上面的示例一样乘以一个想要得到的序列长度的数字，就可以快速得到需要的列表，这样非常方便的。空列表可以简单地通过两个中括号来表示（[]）——表示里面什么东西都没有。如果要初始化一个长度为x的序列，需要使每个编码位置上都是空值，此时需要一个值来代表空值，即里面没有任何元素，我们需要使用None。None是Python的内建值，它的确切含义是“这里什么也没有”。例如我们输入如下：>>>sq=[None]*5#初始化sq为含有5个None的序列>>>sq[None,None,None,None,None]序列的乘法在做一些重复操作、空列表和None初始化上的操作还是挺方便的。成员资格in运算符用于检验某个条件是否为真，检查一个值是否在序列中，并返回检验结果，检验结果为真返回True，结果为假则返回False。下面我们尝试in的用法，交互模式输入如下：>>>greeting='hello,world'>>>'w'ingreeting#检测w是否在字符串中True>>>'a'ingreetingFalse使用in可以很好的检测出对于的字符或数字是否在对应的列表中。长度、最小值和最大值Python为我们提供了长度、最大值和最小值的内建函数，对应的内建函数分别为len、max和min。交互模式输入如下：>>>numbers=[300,200,100,800,500]>>>len(numbers)5>>>max(numbers)800>>>min(numbers)100>>>max(5,3,10,7)10>>>min(7,0,3,-1)-1len函数返回序列中所包含的元素的数量，max函数和min函数则分别返回序列中最大和最小的元素。max和min函数的参数不是一个序列，而是以多个数字直接作为参数。9.3.2列

表在前面的例子中已经用了很多次列表，通过前面的示例我们看到列表的功用是比较强大的。本节将讨论列表不同于元组和字符串的地方：列表是可变的（mutable），即列表的内容是可改变的。列表有很多比较好用、比较独特的方法。更新列表我们上面讲述的所有关于序列的操作，如索引、分片、相加、乘法等都适用于列表。本节将介绍一些序列中没有而列表中有的方法，这些方法的作用都是更新列表的，这些方法为：元素赋值、元素删除、分片赋值和列表方法。1.元素赋值通过编号来标记某个特定位置的元素，并对该位置元素重新赋值，如a[1]=10。交互模式输入如下：>>>a=[1,2,3,2,1]>>>a[1]=10>>>a[1,10,3,2,1]>>>a[3]=10>>>a[1,10,3,10,1]可以对一个列表中的元素赋不同类型的值。输入如下：>>>a[2]='hello'#对编号为2的元素赋值为一个字符串>>>a[1,10,'hello',10,1]<class'list'>>>>type(a[1])#别忘了查看类型的函数的使用<class'int'>>>>type(a[2])<class'str'>和R不同：Python不能为一个不存在元素的位置赋值。IndexError：为列表一个不存在元素的位置赋值a=[1,2,3,2,1]print(a)a[5]="list"print(a)2.增加元素由元素赋值的示例中看到，不能为一个不存在的位置赋值，这么说就是一旦初始化了一个列表，就不能再往这个列表中增加元素了，这样若需要往列表中增加元素，就非常麻烦了，需要对整个列表中的元素都复制一遍，再添加需要增加的元素，Python中有提供对应的方法来帮助我们做这件事情呢。看如下输入：>>>tring=[1,2,3]>>>tring.append(4)>>>tring[1,2,3,4]可以使用append()方法来解决。append()方法是一个用于在列表末尾添加新的对象的方法。该方法的语法如下：list.append(obj)此语法中list代表的是列表，obj代表的是需要添加到list列表末尾的对象。3.删除元素上面学习了往列表中增加元素，那么是否可以往列表中删除元素呢？看如下示例：>>>tring=['a','b','c','d','e']>>>len(tring)5>>>deltring[1]>>>print('删除第二个元素：',tring)删除第二个元素：['a','c','d','e']>>>len(tring)4可以使用del删除列表中的元素。4.分片赋值分片赋值是列表的一个强大的特性。先看如下示例：>>>list('女排夺冠了')['女','排','夺','冠','了']>>>boil=list('女排夺冠了')>>>boil['女','排','夺','冠','了']>>>show=list('hi,boy')>>>show['h','i',',','b','o','y']>>>show[3:]=list('man')>>>show['h','i',',','m','a','n']可以通过分片赋值直接对列表做变更。嵌套列表前面介绍的都是单层的列表，列表是否可以嵌套列表呢？我们做如下尝试：>>>field=['a','b','c']>>>field['a','b','c']>>>num=[1,2,3]>>>num[1,2,3]>>>mix=[field,num]>>>mix[['a','b','c'],[1,2,3]]>>>mix[0]['a','b','c']>>>mix[1][1,2,3]在列表中可以嵌套列表，在列表中嵌套的列表取出后还是列表。列表方法方法是一个与某些对象有紧密联系的函数，对象可能是列表、数字，也可能是字符串或者其它类型的对象。方法的调用方式我们前面有一个示例，调用语法如下：对象.方法(参数)由上面的语法及前面append()方法的示例我们可知：方法的定义方式是将对象放到方法名之前，两者之间用一个点号隔开，方法后面的括号中可以根据需要带上参数。除语法上的一些不同，方法调用和函数调用很类似。列表中有count、index、sort等一些比较常用的方法，下面逐一进行介绍。1.append该方法前面已经介绍，其功能是在列表的末尾添加新的对象。使用方式为如前面讲解的：list.append(obj)2.countcount()方法用于统计某个元素在列表中出现的次数。count()方法的语法如下：list.count(obj)此语法中list代表的是列表，obj代表列表中统计的对象。该方法使用示例如下：>>>field=list('hello,world')>>>field['h','e','l','l','o',',','w','o','r','l','d']>>>print('列表field中，字母o的个数：',field.count('o'))#统计列表中字符个数列表field中，字母o的个数：2>>>print('列表field中，字母l的个数：',field.count('l'))列表field中，字母l的个数：33.extendextend()方法用于在列表末尾一次性追加另一个序列中的多个值（用新列表扩展原来的列表）。extend()方法的语法如下：list.extend(seq)此语法中list代表的是列表，seq代表元素列表。该方法使用示例如下：>>>a=['hello','world']>>>b=['python','is','funny']>>>a.extend(b)>>>a['hello','world','python','is','funny']append()、extend()、+、+=1.append()向列表尾部追加一个新元素，列表只占一个索引位，在原有列表上增加。2.extend()向列表尾部追加一个列表，将列表中的每个元素都追加进来，在原有列表上增加。3.+直接用+号看上去与用extend()一样的效果，但是实际上是生成了一个新的列表存这两个列表的和，只能用在两个列表相加上。4.+=效果与extend()一样，向原列表追加一个新元素，在原有列表上增加。4.indexindex()方法用于从列表中找出某个值第一个匹配项的索引位置。index()方法的语法如下：list.index(obj)此语法中list代表的是列表，obj代表查找的对象。>>>field=['hello','world','python','is','funny']>>>print('hello的索引位置为：',field.index('hello'))hello的索引位置为：0>>>print('python的索引位置为：',field.index('python'))python的索引位置为：25.insertinsert()方法用于将指定对象插入列表的指定位置。insert()方法的语法：list.insert(index,obj)此语法中list代表的是列表，index代表对象obj需要插入的索引位置，obj代表要插入列表中的对象。该方法使用示例如下：>>>num=[1,2,3]>>>print('插入之前的num：',num)

插入之前的num：[1,2,3]>>>num.insert(2,'插入位置在2之后，3之前')>>>print('插入之后的num：',num)插入之后的num：[1,2,'插入位置在2之后，3之前',3]6.poppop()方法用于移除列表中的一个元素（默认最后一个元素），并且返回该元素的值。pop()方法的语法：list.pop(obj=list[-1])>>>field=['hello','world','python','is','funny']>>>field.pop()#不传参数，默认移除最后一个元素'funny'>>>print('移除元素后的field：',field)移除元素后的field：['hello','world','python','is']>>>field.pop(3)#移除编号为3的元素'is'7.removeremove()方法用于移除列表中某个值的第一个匹配项。remove()方法的语法：list.remove(obj)该方法使用示例如下：>>>field=['女排','精神','中国','精神','学习','精神']>>>print('移除前列表field：',field)移除前列表field：['女排','精神','中国','精神','学习','精神']>>>field.remove('精神')>>>print('移除后列表field：',field)移除后列表field：['女排','中国','精神','学习','精神']8.reversereverse()方法用于反向列表中元素。reverse()方法的语法：list.reverse()此语法中list代表的是列表，该方法不需要传入参数。该方法使用示例如下：>>>num=[1,2,3]>>>print('列表反转前num：',num)列表反转前num：[1,2,3]>>>num.reverse()>>>print('列表反转后：',num)列表反转后：[3,2,1]9.sortsort()方法用于对原列表进行排序，如果指定参数，则使用参数指定的比较方法进行排序。sort()方法的语法：list.sort(func)此语法中list代表的是列表，func为可选参数，如果指定了该参数会使用该参数的方法进行排序。该方法使用示例如下：>>>num=[5,8,1,3,6]>>>num.sort()>>>print('num调用sort方法后：',num)num调用sort方法后：[1,3,5,6,8]高级排序sort方法有两个可选参数——key和reverse。>>>field=['study','python','is','happy']>>>field.sort(key=len)#按字符串由段到长排序>>>field>>>field.sort(key=len,reverse=True)#按字符串由长到短排序，传递两个参数>>>field['python','study','happy','is']['is','study','happy','python']>>>num=[5,8,1,3,6]>>>num.sort(reverse=True)#排序后逆序>>>num[8,6,5,3,1]10.clearclear()方法用于清空列表，类似于

dela[:]。clear()方法的语法：list.clear()此语法中list代表的是列表，不需要传入参数。该方法使用示例如下：>>>field=['study','python','is','happy']>>>field.clear()>>>print('field调用clear方法后的结果:',field)field调用clear方法后的结果:[]11.copycopy()方法用于复制列表，类似于

a[:]。copy()方法的语法：list.copy()此语法中list代表的是列表，不需要传入参数。该方法使用示例如下：>>>field=['study','python','is','happy']>>>copyfield=field.copy()>>>print('复制操作结果:',copyfield)复制操作结果:['study','python','is','happy']操作结果和该方法的意思一样，是原原本本的拷贝操作。9.3.3元

组Python的元组与列表类似，不同之处在于元组的元素不能修改（是否记得我们前面多次提到的字符串，它也是不能修改的）。创建元组的方法很简单：如果你使用逗号分隔了一些值，那么你就自动创建了元组。如下输入：>>>1,2,3(1,2,3)>>>'hello','world'('hello','world')该操作用逗号分隔了一些值，结果输出是元组。tuple函数tuple函数的功能和list函数基本上是一样的：以一个序列作为参数并把它转换为元组。如果参数是元组，那么参数就会被原样返回。如下输入：>>>tuple(['hello','world'])('hello','world')>>>tuple('hello')('h','e','l','l','o')>>>tuple(('hello','world'))#参数是元组('hello','world')tuple函数传入元组参数后，得到的返回值就是传入参数。元组基本操作和列表一样，元组也有一些基本的操作。如访问元组、修改元组、删除元组、索引和截取等操作。当然，这里的修改、删除和截取等操作和列表的操作不太一样。1.访问元组元组可以使用下标索引来访问元组中的值，看如下示例：>>>mix=('hello','world',2015,2016)>>>print("mix[1]is:",mix[1])mix[1]is:world>>>num=(1,2,3,4,5,6,7)>>>print("num[1:5]is:",num[1:5])num[1:5]is:(2,3,4,5)2.修改元组元组中的元素值是不允许修改的，但我们可以对元组进行连接组合，看如下示例:>>>field=('hello','world')>>>num=(2015,2016)>>>print("合并结果为:",field+num)合并结果为:('hello','world',2015,2016)3.删除元组元组中的元素值是不允许删除的，但我们可以使用del语句来删除整个元组，看如下示例:>>>field=('hello','world')>>>delfield>>>print('删除后的结果：',field)Traceback(mostrecentcalllast):File"<pyshell#84>",line1,in<module>print('删除后的结果：',field)NameError:name'field'isnotdefined以上实例元组被删除后，输出变量会有异常信息，输出结果告诉我们field没有定义，即field已经不存在了。4.元组索引、截取因为元组也是一个序列，所以我们可以访问元组中的指定位置的元素，也可以截取索引中的一段元素，看如下示例：>>>field=('hello','world','welcome')>>>field[2]'welcome'>>>field[-2]'world'>>>field[1:]('world','welcome')元组内置函数Python元组提供了一些内置函数，如计算元素个数、返回最大值、最小值、列表转换等函数。len(tuple)，计算元组元素个数。使用方式如下：>>>tup=('hello','world','welcome')>>>len(tup)3max(tuple)，返回元组中元素最大值。使用方式如下：>>>tup=('6','3','8')>>>max(tup)'8'min(tuple)，返回元组中元素最小值。使用方式如下：>>>tup=('6','3','8')>>>min(tup)'3'tuple(seq)，将列表转换为元组。使用方式如下：>>>field=['hello','world','welcome']>>>tup=tuple(field)>>>tup('hello','world','welcome')列表与元组区别列表与元组的区别是元组的元素不能修改。元组一旦初始化就不能修改。不可变的元组有什么意义？因为元组不可变，所以代码更安全。如果可能，能用元组代替列表就尽量用元组。9.3.4字符串字符串是Python中最常用的数据类型。我们可以使用引号('或")来创建字符串。字符串可以使用操作符+，但其功能和数学中的不一样，它会进行拼接（concatenation）操作，即将前后两个字符首尾连接起来。如：>>>string1='hello'>>>string2='world'>>>print(string1+string2)helloworld如果想让字符串之间有空格，可以建一个空字符变量，插在相应的字符串之间让它们隔开，或是在字符串中加入相应的空格。交互模式下输入如下：>>>string1='hello'>>>string2='world'>>>space=''>>>print(string1+space+string2)helloworld或者>>>string1='hello'>>>string2='world'>>>print(string1+string2)helloworld计算机是美国人发明的，因此，最早只有127个字母被编码到计算机里，也就是大小写英文字母、数字和一些符号，这个编码表被称为ASCII编码，比如大写字母A的编码是65，小写字母z的编码是122。在最新的Python3版本中，字符串是以UTF-8编码的，也就是说，Python3的字符串支持多语言。Python2中默认的编码格式是ASCII格式，在没修改编码格式时无法正确打印汉字，在读取中文时会报错。Python2使用中文的语法是在字符串前面加上前缀u。字符串基本操作字符串是Python中最常用的数据类型。我们可以使用引号('或")来创建字符串。创建字符串很简单，只要为变量分配一个值即可。请看下面的例子：>>>field='Hello'#创建字符串Hello，并赋给变量field所有标准的序列操作，如索引、分片、成员资格、求长度、取最小值和最大值等操作，对字符串同样适用，我们在前面章节已经讲解了这些操作。但是，字符串是不可变的，字符串做不了分片赋值的，请看如下操作：>>>field='justdoit'>>>field[-3:]'it'>>>field[-3:]=‘now‘#或field[-3]="n"Traceback(mostrecentcalllast):File"<pyshell#113>",line1,in<module>field[-3:]='now'TypeError:'str'objectdoesnotsupportitemassignment怎么在一个打印语句中打印出两行？看如下输入：>>>print('精诚所至\n金石为开')精诚所至金石为开输出结果得到了两行，这里使用了转义字符\n，它表示换行的意思。转义字符Python中有很多转义符：转义字符描述转义字符描述\(在行尾时)续行符\n换行\\反斜杠符号\v纵向制表符\'单引号\t横向制表符\"双引号\r回车\a响铃\f换页\b退格(Backspace)\oyy八进制数，yy代表的字符，例如：\o12代表换行\e转义\xyy十六进制数，yy代表的字符，例如：\x0a代表换行\000空\other其它的字符以普通格式输出字符串格式化我们目前为止对字符串的操作都是停留在赋值、重新赋值、索引、分片和打印等一些比较基本的操作上，其实字符串还有更多更好的操作方式，例如在实际的数据分析中，经常使用的字符串格式化的操作也比较常见。字符串格式化符号字符串格式化使用字符串格式化操作符百分号%来实现。输入如下：>>>print('hello,%s'%'world')hello,world>>>print('小智今年%s岁了'%10)小智今年10岁了在%的左边放置一个待格式化的字符串，右边则放置希望格式化的值。格式化的值可以是一个字符串或者数字。格式化字符串的%s部分称为转换说明符，它标记了需要放置转换值的位置，更通用的术语称为占位符。上面示例中s表示百分号右边的值会被格式化为字符串，s指的是str，如果不是字符串，会使用str将其转换为字符串。如示例中就将10转换为字符串了。用这种方式对大多数值都有效。Python为我们提供了如下所示的格式化符号：符号描述符号描述%c

格式化字符及其ASCII码%f

格式化浮点数字，可指定小数点后的精度%s

格式化字符串%e

用科学计数法格式化浮点数%d

格式化整数%E

作用同%e，用科学计数法格式化浮点数%u

格式化无符号整型%g

%f和%e的简写%o

格式化无符号八进制数%G

%f和

%E的简写%x

格式化无符号十六进制数%p

用十六进制数格式化变量的地址%X

格式化无符号十六进制数（大写）

字符串格式化元组格式化操作符的右操作数可以是任何东西，如元组或者映射类型。如果右操作数是元组，则其中的每一个元素都会被单独格式化，每个值都需要一个对应的转换说明符。输入如下：>>>print

(“%s年，中国女排夺得当年世锦赛%s，女排共获得%d次世界冠军"%('2019','冠军',10))2019年，中国女排夺得当年世锦赛冠军，女排共获得10次世界冠军可以用如下的方式，对格式进行进一步的控制：%[(name)][flags][width].[precision]typecode(name)为key(后面传值的时候必须是一个字典)flags可以有+,-,''或0。+表示右对齐。-表示左对齐。''为一个空格，表示在正数的左侧填充一个空格，从而与负数对齐。0表示使用0填充。width表示显示宽度precision表示小数点后精度使用空格对齐正负数控制浮点数输出控制输出位置和宽度字符串方法前面一小节介绍了很多列表的方法，字符串的方法比列表的还要多，是因为字符串从string模块中“继承”了很多方法。因为字符串的方法比较多，这里只介绍一些特别有用的方法findfind()方法检测字符串中是否包含子字符串str，如果指定beg（开始）和end（结束）范围，则检查是否包含在指定范围内，如果包含子字符串返回开始的索引值，否则返回-1。find()方法的语法：str.find(str,beg=0,end=len(string))此语法中str代表的是指定检索的字符串，beg代表开始索引，默认为0，end代表结束索引，默认为字符串的长度。它返回子串所在位置的最左端索引，如果没有找到则返回-1。示例如下：>>>field='doitnow'>>>field.find('now')6>>>field.find('python')-1joinjoin()方法用于将序列中的元素以指定的字符连接生成一个新的字符串。join()方法的语法：str.join(sequence)示例如下：>>>dirs='','home','data','hdfs'>>>print('路径：','/'.join(dirs))#指定’/’连接路径：/home/data/hdfs>>>field=['1','2','3','4','5']>>>print('连接字符串列表：','+'.join(field))连接字符串列表：1+2+3+4+5lowerlower()方法转换字符串中所有大写字符为小写。lower()方法语法：str.lower()str代表的是指定检索的字符串，该方法不需要参数。返回将字符串中所有大写字符转换为小写后生成的字符串。示例如下：>>>field='DOITNOW'>>>print('调用lower得到字符串：',field.lower())调用lower得到字符串：doitnow>>>greeting='Hello,World'>>>print('调用lower得到字符串：',greeting.lower())调用lower得到字符串：hello,worldupperupper()方法将字符串中的小写字母转为大写字母。upper()方法语法：str.upper()>>>field='doitnow'>>>print('调用upper得到字符串：',field.upper())调用upper得到字符串：DOITNOW>>>greeting='Hello,World'>>>print('调用upper得到字符串：',greeting.upper())调用upper得到字符串：HELLO,WORLDswapcaseswapcase()方法用于对字符串的大小写字母进行转换，将字符串中大写转换为小写，小写转换为大写。swapcase()方法的语法：str.swapcase()此语法中str代表的是指定检索的字符串，该方法不需要参数。返回大小写字母转换后生成的新字符串。示例如下：>>>field='Justdoit,NOW'>>>print('原字符串：',field)原字符串：Justdoit,NOW>>>print('调用swapcase方法后得到字符串：',field.swapcase())调用swapcase方法后得到字符串：jUSTDOIT,nowreplacereplace()方法把字符串中的old（旧字符串）替换成new(新字符串)，如果指定第三个参数max，则替换不超过max次。replace()方法的语法：str.replace(old,new[,max])此语法中str代表的是指定检索的字符串，old代表将被替换的子字符串，new代表新字符串，用于替换old子字符串，max代表可选字符串,替换不超过max次。返回字符串中的old（旧字符串）替换成new(新字符串)后生成的新字符串，如果指定第三个参数max，则替换不超过max次。示例如下：>>>field='doitnow,dorightnow'>>>print('原字符串：',field)原字符串：doitnow,dorightnow>>>print('新字符串：',field.replace('do','Justdo'))新字符串：Justdoitnow,Justdorightnowsplitsplit()方法通过指定分隔符对字符串进行切片，如果参数num有指定值，则仅分隔num个子字符串。这是一个非常重要的字符串方法，它是join的逆方法，用来将字符串分割成序列。split()方法的语法：str.split(st="",num=string.count(str))str代表的是指定检索的字符串，st代表分隔符，默认为空格，num代表分割次数。返回分割后的字符串列表。示例如下：>>>field='doitnow'>>>print('不