數據容器入門

為什么學習數據容器

思考一個問題：如果我想要在程序中，記錄5名學生的信息，如姓名。

如何做呢？

學習數據容器，就是為了批量存儲或批量使用多份數據

Python中的數據容器：

一種可以容納多份數據的數據類型，容納的每一份數據稱之為1個元素

每一個元素，可以是任意類型的數據，如字符串、數字、布爾等。

數據容器根據特點的不同，如：

• 是否支持重復元素
• 是否可以修改
• 是否有序，等

分為5類，分別是：

列表（list）、元組（tuple）、字符串（str）、集合（set）、字典（dict）

我們將一一學習它們

總結：

1、什么是數據容器？

一種可以存儲多個元素的Python數據類型

2. Python有哪些數據容器？

list(列表)、tuple(元組)、str(字符串)、set(集合)、dict(字典)

它們各有特點，但都滿足可容納多個元素的特性。

數據容器：list(列表)

為什么需要列表

思考：有一個人的姓名(TOM)怎么在程序中存儲？

答：字符串變量

思考：如果一個班級100位學生，每個人的姓名都要存儲，應該如何書寫程序？聲明100個變量嗎？

答：No，我們使用列表就可以了， 列表一次可以存儲多個數據

列表（list）類型，是數據容器的一類，我們來詳細學習它。

列表的定義

基本語法：

列表內的每一個數據，稱之為元素

• 以 [] 作為標識
• 列表內每一個元素之間用, 逗號隔開

列表的定義方式：

案例演示：使用[]的方式定義列表

總結：

1. 列表的定義語法

[元素1, 元素2, 元素3, ......]

2. 什么是元素？

數據容器內的每一份數據，都稱之為元素

3. 元素的類型有限制嗎？

元素的數據類型沒有任何限制，甚至元素也可以是列表，這樣就定義了嵌套列表

列表的下標索引

如何從列表中取出特定位置的數據呢？

我們可以使用：下標索引

如圖，列表中的每一個元素，都有其位置下標索引，從前向后的方向，從0開始，依次遞增

我們只需要按照下標索引，即可取得對應位置的元素。

列表的下標（索引） - 反向

或者，可以反向索引，也就是從后向前：從-1開始，依次遞減（-1、-2、-3......）

如圖，從后向前，下標索引為：-1、-2、-3，依次遞減。

嵌套列表的下標（索引）

如果列表是嵌套的列表，同樣支持下標索引

如圖，下標就有2個層級了。

總結：

1. 列表的下標索引是什么？

列表的每一個元素，都有編號稱之為下標索引

從前向后的方向，編號從0開始遞增

從后向前的方向，編號從-1開始遞減

2. 如何通過下標索引取出對應位置的元素呢？

列表[下標]，即可取出

3. 下標索引的注意事項：

要注意下標索引的取值范圍，超出范圍無法取出元素，并且會報錯

列表的常用操作

列表的常用操作（方法）

列表除了可以：

• 定義
• 使用下標索引獲取值

以外，列表也提供了一系列功能：

• 插入元素
• 刪除元素
• 清空列表
• 修改元素
• 統計元素個數

等等功能，這些功能我們都稱之為：列表的方法

列表的查詢功能（方法）

回憶：函數是一個封裝的代碼單元，可以提供特定功能。

在Python中，如果將函數定義為class（類）的成員，那么函數會稱之為：方法

方法和函數功能一樣， 有傳入參數，有返回值，只是方法的使用格式不同：

函數的使用：

方法的使用：

關于類和方法的定義，在面向對象章節我們學習，目前我們知道如何使用方法即可。

查找某元素的下標

? ? ?功能：查找指定元素在列表的下標，如果找不到，報錯ValueError

? ? ?語法：列表.index(元素)

? ? ?index就是列表對象（變量）內置的方法（函數）

列表的修改功能（方法）

修改特定位置（索引）的元素值：

? ? ?語法：列表[下標] = 值

? ? ?可以使用如上語法，直接對指定下標（正向、反向下標均可）的值進行：重新賦值（修改）

?

插入元素：

? ? ?語法：列表.insert(下標, 元素)，在指定的下標位置，插入指定的元素

追加元素：

? ? ?語法：列表.append(元素)，將指定元素，追加到列表的尾部

追加元素方式2：

? ? ?語法：列表.extend(其它數據容器)，將其它數據容器的內容取出，依次追加到列表尾部

刪除元素：

? ? ?語法1： del 列表[下標]

? ? ?語法2：列表.pop(下標)

刪除某元素在列表中的第一個匹配項

? ? ?語法：列表.remove(元素)

清空列表內容，語法：列表.clear()

統計某元素在列表內的數量

? ? ?語法：列表.count(元素)

列表的查詢功能（方法）

統計列表內，有多少元素

? ? ?語法：len(列表)

? ? ?可以得到一個int數字，表示列表內的元素數量

列表的方法 - 總覽

列表的方法 - 說明

功能方法非常多，同學們不需要硬記下來。

學習編程，不僅僅是Python語言本身，以后根據方向，會學習更多的框架技術。

除了經常用的，大多數是記憶不下來的。

我們要做的是，有一個模糊印象，知曉有這樣的用法即可。

需要的時候，隨時查閱資料即可。

列表的特點

經過上述對列表的學習，可以總結出列表有如下特點：

• 可以容納多個元素（上限為2**63-1、9223372036854775807個）
• 可以容納不同類型的元素（混裝）
• 數據是有序存儲的（有下標序號）
• 允許重復數據存在
• 可以修改（增加或刪除元素等）
  ?

總結：

1. 列表的常見方法有:

2. 列表有哪些特點？

list（列表）的遍歷

目標：

• 1. 掌握使用while循環，遍歷列表的元素
• 2. 掌握使用for循環，遍歷列表的元素

列表的遍歷 - while循環

既然數據容器可以存儲多個元素，那么，就會有需求從容器內依次取出元素進行操作。

將容器內的元素依次取出進行處理的行為，稱之為：遍歷、迭代。

如何遍歷列表的元素呢？

可以使用前面學過的while循環

如何在循環中取出列表的元素呢？

使用列表[下標]的方式取出

循環條件如何控制？

定義一個變量表示下標，從0開始

循環條件為 下標值 < 列表的元素數量

列表的遍歷 - for循環

除了while循環外，Python中還有另外一種循環形式：for循環。

對比while，for循環更加適合對列表等數據容器進行遍歷。

語法：

每一次循環將列表中的元素取出，賦值到變量i，供操作

表示，從容器內，依次取出元素并賦值到臨時變量上。

在每一次的循環中，我們可以對臨時變量（元素）進行處理。

while循環和for循環的對比

while循環和for循環，都是循環語句，但細節不同：

在循環控制上：

• while循環可以自定循環條件，并自行控制
• for循環不可以自定循環條件，只可以一個個從容器內取出數據

在無限循環上：

• while循環可以通過條件控制做到無限循環
• for循環理論上不可以，因為被遍歷的容器容量不是無限的

在使用場景上：

• while循環適用于任何想要循環的場景
• for循環適用于，遍歷數據容器的場景或簡單的固定次數循環場景

總結：

1. 什么是遍歷？

將容器內的元素依次取出，并處理，稱之為遍歷操作

2. 如何遍歷列表的元素？

可以使用while或for循環

3. for循環的語法：

4. for循環和while對比

• for循環更簡單，while更靈活
• for用于從容器內依次取出元素并處理，while用以任何需要循環的場景
  ?

數據容器：tuple(元組)

元組的定義

為什么需要元組

思考：列表是可以修改的。

如果想要傳遞的信息，不被篡改，列表就不合適了。

元組同列表一樣，都是可以封裝多個、不同類型的元素在內。

但最大的不同點在于：

元組一旦定義完成，就不可修改

所以，當我們需要在程序內封裝數據，又不希望封裝的數據被篡改，那么元組就非常合適了

定義元組

元組定義：定義元組使用小括號，且使用逗號隔開各個數據，數據可以是不同的數據類型。

注意：元組只有一個數據，這個數據后面要添加逗號

元組也支持嵌套：

元組的相關操作

元組的相關操作 - 注意事項

不可以修改元組的內容，否則會直接報錯

可以修改元組內的list的內容（修改元素、增加、刪除、反轉等）

不可以替換list為其它list或其它類型

元組的遍歷

同列表一樣，元組也可以被遍歷。

可以使用while循環和for循環遍歷它

元組的特點

經過上述對元組的學習，可以總結出列表有如下特點：

• 可以容納多個數據
• 可以容納不同類型的數據（混裝）
• 數據是有序存儲的（下標索引）
• 允許重復數據存在
• 不可以修改（增加或刪除元素等）
• 支持for循環

多數特性和list一致，不同點在于不可修改的特性。

總結：

1. 元組的定義方式：

(元素, 元素, 元素, ......)

2. 元組的操作方法：

3. 元組的注意事項：

不可修改內容（可以修改內部list的內部元素）

4. 元組的特點：

• 和list基本相同（有序、任意數量元素、允許重復元素），唯一不同在于不可修改。
• 支持for循環
  ?

數據容器：str(字符串)

盡管字符串看起來并不像：列表、元組那樣，一看就是存放了許多數據的容器。

但不可否認的是，字符串同樣也是數據容器的一員。

字符串是字符的容器，一個字符串可以存放任意數量的字符。

如，字符串："itheima"

字符串的下標（索引）

和其它容器如：列表、元組一樣，字符串也可以通過下標進行訪問

• 從前向后，下標從0開始
• 從后向前，下標從-1開始

同元組一樣，字符串是一個：無法修改的數據容器。

所以：

• 修改指定下標的字符?? ?（如：字符串[0] = “a”）
• 移除特定下標的字符?? ?（如：del 字符串[0]、字符串.remove()、字符串.pop()等）
• 追加字符等?? ??? ?（如：字符串.append()）

均無法完成。如果必須要做，只能得到一個新的字符串，舊的字符串是無法修改

字符串的常用操作

查找特定字符串的下標索引值

? ? ?語法：字符串.index(字符串)

字符串的替換

? ? ?語法：字符串.replace(字符串1，字符串2）

? ? ?功能：將字符串內的全部：字符串1，替換為字符串2

? ? ?注意：不是修改字符串本身，而是得到了一個新字符串哦

? ? ?可以看到，字符串name本身并沒有發生變化

? ? ?而是得到了一個新字符串對象

字符串的分割

? ? ?語法：字符串.split(分隔符字符串）

? ? ?功能：按照指定的分隔符字符串，將字符串劃分為多個字符串，并存入列表對象中

? ? ?注意：字符串本身不變，而是得到了一個列表對象

? ? ?可以看到，字符串按照給定的 <空格>進行了分割，變成多個子字符串，并存入一個列表對象中。

字符串的規整操作（去前后空格）

? ? ?語法：字符串.strip()

字符串的規整操作（去前后指定字符串）

? ? ?語法：字符串.strip(字符串)

注意，傳入的是“12” 其實就是：”1”和”2”都會移除，是按照單個字符。

統計字符串中某字符串的出現次數

? ? ?語法：字符串.count(字符串)

統計字符串的長度

? ? ?語法：len(字符串)

可以看出：

數字（1、2、3...）

字母（abcd、ABCD等）

符號（空格、!、@、#、$等）

中文

均算作1個字符

所以上述代碼，結果20

字符串常用操作匯總

字符串的遍歷

同列表、元組一樣，字符串也支持while循環和for循環進行遍歷

字符串的特點

作為數據容器，字符串有如下特點：

• 只可以存儲字符串
• 長度任意（取決于內存大小）
• 支持下標索引
• 允許重復字符串存在
• 不可以修改（增加或刪除元素等）
• 支持for循環

基本和列表、元組相同

不同與列表和元組的在于：字符串容器可以容納的類型是單一的，只能是字符串類型。

不同于列表，相同于元組的在于：字符串不可修改

總結：

1. 字符串為什么被稱之為數據容器呢？

字符串可以看做是字符的容器，支持下標索引等特性?

2. 字符串有哪些常用操作方法？

3. 字符串有哪些特點：

?

?