Python程序设计与应用课件 第3章 列表、元组和字典

Python程序设计与应用第3章

列表、元组和字典3.1

列表3.2元组3.3

字典3.4集合

本章小结学习目标：◎掌握列表的概念和使用方法。◎掌握元组的概念和使用方法。◎掌握字典的概念和使用方法。在python语言程序设计过程中，需要对不同的数据进行存储。为了方便数据的管理，python中引用了多种常用的数据结构：列表、元组和字典。本章将结合具体的实例介绍列表、元组和字典三种数据结构的基本使用方法。实践表明，熟练掌握数据结构的使用方法可以有效地提高项目开发效率，因此本章在python整个学习过程中都非常重要。学习目标：在python语言程序设计过程中，需要对不同的数据进行存储。为了方便数据的管理，python中引用了多种常用的数据结构：列表、元组、字典和集合。3.1列表3.1.1列表列表是包含若干元素的序列结构，用来存储和处理大量的数据。列表中的每一个数据称为元素，这些元素的数据类型可以是相同的也可以是不同的。列表用一对中括号[]把所有的元素括起来，各个元素之间用逗号分隔，可以对列表元素增加、删除、查找、修改等。3.1.1.1列表创建与删除列表创建创建列表可以使用list()函数或者用中括号把元素括起来，用法：list=[elem]或list=list((elem))。例如程序如下所示：list_a=[20,30,10,15,8]list_b=list((20,30,10,15,8))print("list_a=",list_a)print("list_b=",list_b)列表删除删除列表直接调用del把列表删除，把列表删除后再尝试访问列表会报错，用法：del列表名。测试程序如下所示：list_a=[20,30,10,15,8]list_b=list((20,30,10,15,8))print("list_a=",list_a)print("list_b=",list_b)dellist_aprint("list_a=",list_a)3.1.1.2访问列表元素通过索引访问列表元素列表中的每个元素都有一个索引值，可以通过索引访问列表中的每个元素。所有元素的索引从0开始，即list_a[0]，元素索引的最大值为len(list_a)-1，列表最后一个元素的值为list_a[len(list_a)-1]。也可以通过负值访问列表元素，将从列表的末端开始访问列表元素，最后一个元素的索引值为-1。试图访问不存在的索引值会出错。通过切片访问列表元素除使用索引来访问列表元素的值，也可以使用切片访问特别范围内列表元素的值。列表变量名[start:end:step]，step的默认值为1，返回从索引start到end-1范围内列表的值。Start和end的值可以省略，若start省略则start为0，若end省略则end为len(列表名)-1。测试程序如下所示：list_a=[0,1,2,3,4,5,6,7]print("list_a[0:8]=",list_a[0:8])print("list_a[:8]=",list_a[:8])print("list_a[0:]=",list_a[0:])print("list_a[3:8]=",list_a[3:8])print("list_a[3:8:2]=",list_a[3:8:2])3.1.1.3增加列表元素Python提供了多种方法可以向列表中添加元素使用“+”向列表中添加一个元素“+”的实际意义是新建一个列表，并将原列表中的元素和新元素一次复制到新列表中，因为会有大量的数据拷贝，导致添加新元素的速度较慢，在涉及大量数据操作时很少使用这种方法，用法：列表名+[elem]。使用append()函数这种方式只能向列表的末尾添加元素，用法：列表名.append(元素)。使用extend()函数这种函数是把另个对象的所有元素添加到列表末尾，和append()函数不同的是，extend()可以像队列末尾添加多个元素，append()只能添加一个元素。使用insert()函数该函数可以向列表的任何位置添加元素。3.1.1.4查找列表中的元素in和notin使用in和notin判断某个元素是否在列表中，in表示元素在列表中，如果元素存在返回true，如果元素不存在返回false。Notin恰好相反，元素不存在返回true，元素存在则返回false。count函数count()函数用来统计某一元素在队列中出现的次数。用法：元素出现的次数=列表名.count(elem)。index()函数index()函数，用来查找指定元素在列表中首次出现的位置，也可以在指定区域内进行查找。用法：列表名.index(elem,start_index,end_index)，需要注意列表的索引从0开始，最大索引值是：元素个数-1。测试程序如下所示:list_a=[20,30,10,15,8,20,40,20]print(list_a.index(20))print(list_a.index(20,1,6))print(list_a.index(20,1,8))3.1.1.5查找列表中的元素把元素从列表中删除也有多种方法可以实现，remove()、pop()、del()只能用来删除元素，但del可以用来删除整个列表。使用remove()函数使用remove()函数，从左到右查找列表中的元素，如果找到指定的元素则直接删除，如果元素有多个，只会删除第一个，如果没有找到需要删除的元素则抛出异常。使用pop()函数使用pop()函数，该函数也会删除类表中的元素，但它的返回值是成功删除的元素，pop(i)表示删除索引为i的元素的值，如果i的值不指定则表示删除最后一个元素。使用del()函数del()函数不仅可以删除整个列表，也可以删除列表中的某个元素。测试程序如下所示：list_a=[20,30,10,15,8,20,40,20]dellist_a[2]print("list_a=",list_a)dellist_a[5]print("list_a=",list_a)3.1.1.6修改列表元素修改列表元素即把列表中某个元素的值替换掉，直接用“=”直接修改索引的值即可实现目的。测试程序如下所示：list_a=[20,30,10,15,8,20,40,20]list_a[0]=50print("list_a=",list_a)list_a[6]=80print("list_a=",list_a)3.1.1.7列表的运算列表支持一些简单的“+”和“*”运算。“+”用来将两个列表元素合并在一起产生新的列表：列表名1+列表名2。“*”将列表中的元素重复N次：N*列表名。测试程序如下所示：list_a=[0,1]list_b=[2,3]print("list_a+list_b=",list_a+list_b)print("3*list_a=",3*list_a)3.1.1.8常用方法Python语言中列表的操作方法非常多，前面只介绍了几种比较常用的。还有很多其它的方法。reverse()：列表的反转，把列表中所有的元素进行反转；copy()：列表的复制，新建一个新的列表；clear()：清楚列表中的所有元素，但是列表还存在，还可以对表中进行其他操作。len(列表名)：获取列表中元素的个数max(列表名)：列表中元素的最大值min(列表名)：列表中元素的最小值sum(列表名)：列表中所有元素的和函数说明list.append(x)把元素x添加到列表末尾list.extend(L)把列表L中的所有元素添加到列表末尾list.insert(index,x)在列表指定的位置index处添加元素xlist.remove(x)在列表中输出首次出现的指定元素xlist.pop([index])删除并返回列表对象指定位置的元素，默认是列表的最后一个元素list.clear()删除列表中所有的元素，但保留列表对象list.index(x)返回值为x的首个元素出现的下标，若元素不存在则抛出异常list.count(x)返回指定元素x出现的次数list.reverse()对列表中的所有元素进行翻转list.sort()对列表中的所有元素进行排序list.copy()返回列表对象的浅拷贝，只适用于python3互联网在生活中的地位3.2元组元组和列表类似，都是用来存储数据的序列结构，和列表不同的是元组中的元素不可修改，无法执行任何修改元组的操作，如果需要修改数据，只能新创建一个新的元组序列。3.2.1创建元组用“=”给元组赋值和列表类似可以用“=”给元组赋值，不同的是元组用小括号把所有的元素括起来，元素之间用逗号分隔，用法：元组名=(elem,elem,…)。tuple函数可以用tuple()函数给元组赋值，用法：元组名=tuple(“elem”)。通过切片给元组赋值。测试程序如下所示：a=(20,30,10,15,8,20,40,20)print("a=",a)b=tuple("1234567")print("b=",b)a=[20,30,10,15,8,20,40,20]c=tuple(a)print("c=",c)print("a=",tuple(a[3:]))3.2.2元组的基本操作虽然元组中的元素不可以修改，但也可以实现一些基本的功能，如反转、通过索引访问元素的值、元组的拼接和遍历等。使用reversed()函数使用函数reversed()实现元组中元素的逆序，使用函数：元组名.reserved()。通过索引访问元组中的元素元组名[index]，index的起始值最小值为0，最大值为元组的元素个数-1。也可以通过负值访问元组中的元素，-1表示元组的最后一个元素的索引值。通过切片访问和列表类似可以通过切片访问范围区域内元素的值，元组名[start:end:step]，start的省略值为0，end的省略值为最大元素索引值-1，step的默认值为1。使用del()函数使用“+”可以把两个元组拼接在一起，使用函数：元组a+元组b。通过切片访问使用in或notin用来判断元组中是否存在某个元素。使用for循环遍历元组中所有的元素。只能使用del删除整个元组。不能向元组中插入、删除和修改元素。3.3字典字典的结构比较复杂，它的每个元素都由键和值(key-value)两部分组成，每个元素的键不能相同，值可以相同。键和值之间用冒号分隔，元素之间用逗号分隔，所有的元素用大括号括起来。3.3.1字典的创建与删除字典的创建可以使用“=”直接创建字典，也可以使用dict()函数把列表转换成字典，也可以使用字典名={}创建一个空的字典。字典的删除删除字典直接用”del字典名”就可以把字典删除，尝试访问已经删除的字典系统就会报错。测试程序如下所示：print("dict_a=",dict_a)keys=['phone','fruit','name']values=['apple','banana','tomy']dict_b=dict(zip(keys,values))print("dict_b=",dict_b)c=(123,'小张')d=(456,'小明')e=(789,'小马')f=[c,d,e]print('dict_f=',dict(f))deldict_aprint("dict_a=",dict_a)3.3.2字典元素的访问与修改有多种方法可以访问字典中某个元素的值。与列表类似，可以通过索引访问字典的某个元素，不同的是索引必须是字典的“键”，而列表和元组的索引是整数值。如果“键”不存在就会抛出异常。使用get(key[,default])函数，通过键获取对应元素的值，如果键不存在返回默认值。使用items()函数返回字典所有的键值对。使用keys()函数返回字典所有元素的键。使用values()函数返回字典所有元素的值。通过“=”可以把键对应的值进行修改。测试程序如下所示：dict_a={'phone':'apple','fruit':'banana','name':'tomy'}print("dict_a['phone']=",dict_a['phone'])print("dict_a['name']=",dict_a['name'])print("get('phone')=",dict_a.get('phone'))print("get('age',10)=",dict_a.get('age',10))print("dict_a.items()=",dict_a.items())print("dict_a.keys()=",dict_a.keys())print("dict_a.values()=",dict_a.values())3.3.3字典元素的运算符操作使用in或notin判断一个键是否在字典中。用is或isnot判断两个字典是否是同一个对象。测试程序如下所示：dict_a={'phone':'apple','fruit':'banana','name':'tomy'}dict_b={'age':'10','height':'110','sex':'male'}print("'phone'indict_a=",'phone'indict_a)print("'phone'notindict_b=",'phone'notindict_b)print("dict_aisdict_b=",dict_aisdict_b)print("dict_aisnotdict_b=",dict_aisnotdict_b)3.3.4删除字典元素删除字典元素包括删除一个字典元素和删除所有的字典元素。删除一个元素使用del(keys)函数，删除所有的字典元素使用函数clear()。除此之外还可以使用pop()和popitem()函数，pop(keys[,default])函数删除键值对时，如果键值不存在则返回默认值default。popitem()函数删除最末尾的键值对，返回值是删除的键值对构成的字典元素。测试程序如下所示：dict_a={'Name':'Zara','Age':'7','Class':'First'}print("dict_a=",dict_a)print("dict_a.pop('Name')=",dict_a.pop('Name'))print("dict_a.pop('Phone')=",dict_a.pop('Phone','Notexist'))print("dict_a=",dict_a)print("dict_a.popitem()=",dict_a.popitem())print("dict_a=",dict_a)3.3.5字典的复制与更新1） 字典有两种copy方式，分别是浅拷贝copy()和深拷贝deepcopy()。浅拷贝没有对子对象进行拷贝，原字典子对象数据改变时，拷贝对象子对象内部的数据也会改变。深拷贝对子对象也进行拷贝，原字典子对象数据改变时，拷贝对象子对象内部的数据不会变化。2） 更新字典调用update()函数。3.3.6字典的遍历字典的遍历包括键遍历和值遍历，也可以同时遍历。测试程序如下所示：dict_a={'Name':'Zara','Age':'7','Class':'First'}print("....键遍历....")forkeyindict_a:print("keys=",key)print("....值遍历....")forvalueindict_a.values():print("value=",value)print("....键:值遍历....")forkey,valueindict_a.items():print("key:{0}values：{1}".format(key,value))互联网在生活中的地位3.4

集合集合是一种可迭代的、无序的且所有元素不能重复的数据结构。和序列的区别是序列中的元素可以重复复现，而集合中的元素是唯一的。集合分可变集合和不可变集合，不可变集合不能被修改不做讨论，接下来讨论的都是可变集合。3.4.1集合的创建使用{}将所有的元素括起来，元素之间用逗号分隔。若元素有重复的，创建时会自动剔除重复的元素。使用set()函数将字符串、列表、元组等其他数据结构转换成集合，若原始数据中有重复的只会保留一个。3.4.2集合的访问与修改1）集合的元素和字典一样是无序的，但没有字典键值对的概念，所以无法通过索引访问集合中的元素，只能通过集合名整体输出或通过for循环实现元素的遍历。2）集合类似于列表，可以对集合中的元素进行插入和删除。add(元素)：添加元素，如果元素存在则不能添加；remove(元素)：删除元素，如果元素不存在，抛出错误；discard(元素)：删除元素，如果元素不存在，不抛出错误；pop()：删除返回集合中任意一个元素，返回值是删除的元素；clear()：清除集合。测试程序如下所示：set_a={1,2,3,4,5,6,7}set_a.add(1)set_a.add(10)print("set_a.add()=",set_a)set_a.remove(10)print("set_a.remove()=",set_a)set_a.discard(8)print("set_a.discard()=",set_a)set_a={1,2,3,4,5,6,7}print("set_a.pop()=",set_a.pop())set_a.clear()print("set_a.clear()=",set_a)3.4.3集合的删除调用del删除整个集合，del集合