# 高级变量类型 ## 目标 * 列表 * 元组 * 字典 * 字符串 * 公共方法 * 变量高级 ### 知识点回顾 * Python 中数据类型可以分为 **数字型** 和 **非数字型** * 数字型 * 整型 (`int`) * 浮点型（`float`） * 布尔型（`bool`） * 真 `True` `非 0 数` —— **非零即真** * 假 `False` `0` * 复数型 (`complex`) * 主要用于科学计算，例如：平面场问题、波动问题、电感电容等问题 * 非数字型 * 字符串 * 列表 * 元组 * 字典 * 在 `Python` 中，所有 **非数字型变量** 都支持以下特点： 1. 都是一个 **序列** `sequence`，也可以理解为 **容器** 2. **取值** `[]` 3. **遍历** `for in` 4. **计算长度**、**最大/最小值**、**比较**、**删除** 5. **链接** `+` 和 **重复** `*` 6. **切片** ## 01. 列表 ### 1.1 列表的定义 * `List`（列表） 是 `Python` 中使用 **最频繁** 的数据类型，在其他语言中通常叫做 **数组** * 专门用于存储 **一串 信息** * 列表用 `[]` 定义，**数据** 之间使用 `,` 分隔 * 列表的 **索引** 从 `0` 开始 * **索引** 就是数据在 **列表** 中的位置编号，**索引** 又可以被称为 **下标** > 注意：从列表中取值时，如果 **超出索引范围**，程序会报错 ```python name_list = ["zhangsan", "lisi", "wangwu"] ```  ### 1.2 列表常用操作 * 在 `ipython3` 中定义一个 **列表**，例如：`name_list = []` * 输入 `name_list.` 按下 `TAB` 键，`ipython` 会提示 **列表** 能够使用的 **方法** 如下： ``` 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 ``` | 序号 | 分类 | 关键字 / 函数 / 方法 | 说明 | | --- | --- | --- | --- | | 1 | 增加 | 列表.insert(索引, 数据) | 在指定位置插入数据 | | | | 列表.append(数据) | 在末尾追加数据 | | | 列表.extend(列表2) | 将列表2 的数据追加到列表 | | 2 | 修改 | 列表[索引] = 数据 | 修改指定索引的数据 | | 3 | 删除 | del 列表[索引] | 删除指定索引的数据 | | | | 列表.remove[数据] | 删除第一个出现的指定数据 | | | | 列表.pop | 删除末尾数据 | | | | 列表.pop(索引) | 删除指定索引数据 | | | | 列表.clear | 清空列表 | | 4 | 统计 | len(列表) | 列表长度 | | | | 列表.count(数据) | 数据在列表中出现的次数 | | 5 | 排序 | 列表.sort() | 升序排序 | | | | 列表.sort(reverse=True) | 降序排序 | | | | 列表.reverse() | 逆序、反转 | #### del 关键字（科普） * 使用 `del` 关键字(`delete`) 同样可以删除列表中元素 * `del` 关键字本质上是用来 **将一个变量从内存中删除的** * 如果使用 `del` 关键字将变量从内存中删除，后续的代码就不能再使用这个变量了 ```python del name_list[1] ``` > 在日常开发中，要从列表删除数据，建议 **使用列表提供的方法** #### 关键字、函数和方法（科普） * **关键字** 是 Python 内置的、具有特殊意义的标识符 ```python In [1]: import keyword In [2]: print(keyword.kwlist) In [3]: print(len(keyword.kwlist)) ``` > 关键字后面不需要使用括号 * **函数** 封装了独立功能，可以直接调用 ```python 函数名(参数) ``` > 函数需要死记硬背 * **方法** 和函数类似，同样是封装了独立的功能 * **方法** 需要通过 **对象** 来调用，表示针对这个 **对象** 要做的操作 ```python 对象.方法名(参数) ``` > 在变量后面输入 `.`，然后选择针对这个变量要执行的操作，记忆起来比函数要简单很多 ### 1.3 循环遍历 * **遍历** 就是 **从头到尾** **依次** 从 **列表** 中获取数据 * 在 **循环体内部** 针对 **每一个元素**，执行相同的操作 * 在 `Python` 中为了提高列表的遍历效率，专门提供的 **迭代 iteration 遍历** * 使用 `for` 就能够实现迭代遍历 ```python # for 循环内部使用的变量 in 列表 for name in name_list: 循环内部针对列表元素进行操作 print(name) ```  ### 1.4 **应用场景** * 尽管 `Python` 的 **列表** 中可以 **存储不同类型的数据** * 但是在开发中，更多的应用场景是 1. **列表** 存储相同类型的数据 2. 通过 **迭代遍历**，在循环体内部，针对列表中的每一项元素，执行相同的操作 ## 02. 元组 ### 2.1 元组的定义 * `Tuple`（元组）与列表类似，不同之处在于元组的 **元素不能修改** * **元组** 表示多个元素组成的序列 * **元组** 在 `Python` 开发中，有特定的应用场景 * 用于存储 **一串 信息**，**数据** 之间使用 `,` 分隔 * 元组用 `()` 定义 * 元组的 **索引** 从 `0` 开始 * **索引** 就是数据在 **元组** 中的位置编号 ```python info_tuple = ("zhangsan", 18, 1.75) ``` #### 创建空元组 ```python info_tuple = () ``` #### 元组中 **只包含一个元素** 时，需要 **在元素后面添加逗号** ```python info_tuple = (50, ) ```  ### 2.2 元组常用操作 * 在 `ipython3` 中定义一个 **元组**，例如：`info = ()` * 输入 `info.` 按下 `TAB` 键，`ipython` 会提示 **元组** 能够使用的函数如下： ```python info.count info.index ``` > 有关 **元组** 的 **常用操作** 可以参照上图练习 ### 2.3 循环遍历 * **取值** 就是从 **元组** 中获取存储在指定位置的数据 * **遍历** 就是 **从头到尾** **依次** 从 **元组** 中获取数据 ```python # for 循环内部使用的变量 in 元组 for item in info: 循环内部针对元组元素进行操作 print(item) ``` > * 在 `Python` 中，可以使用 `for` 循环遍历所有非数字型类型的变量：**列表**、**元组**、**字典** 以及 **字符串** > * 提示：在实际开发中，除非 **能够确认元组中的数据类型**，否则针对元组的循环遍历需求并不是很多 ### 2.4 应用场景 * 尽管可以使用 `for in` 遍历 **元组** * 但是在开发中，更多的应用场景是： * **函数的 参数 和 返回值**，一个函数可以接收 **任意多个参数**，或者 **一次返回多个数据** * 有关 **函数的参数 和 返回值**，在后续 **函数高级** 给大家介绍 * **格式字符串**，格式化字符串后面的 `()` 本质上就是一个元组 * **让列表不可以被修改**，以保护数据安全 ```python info = ("zhangsan", 18) print("%s 的年龄是 %d" % info) ``` #### 元组和列表之间的转换 * 使用 `list` 函数可以把元组转换成列表 ```python list(元组) ``` * 使用 `tuple` 函数可以把列表转换成元组 ```python tuple(列表) ``` ## 03. 字典 ### 3.1 字典的定义 * `dictionary`（字典） 是 **除列表以外** `Python` 之中 **最灵活** 的数据类型 * 字典同样可以用来 **存储多个数据** * 通常用于存储 **描述一个 `物体` 的相关信息** * 和列表的区别 * **列表** 是 **有序** 的对象集合 * **字典** 是 **无序** 的对象集合 * 字典用 `{}` 定义 * 字典使用 **键值对** 存储数据，键值对之间使用 `,` 分隔 * **键** `key` 是索引 * **值** `value` 是数据 * **键** 和 **值** 之间使用 `:` 分隔 * **键必须是唯一的** * **值** 可以取任何数据类型，但 **键** 只能使用 **字符串**、**数字**或 **元组** ```python xiaoming = {"name": "小明", "age": 18, "gender": True, "height": 1.75} ```  ### 3.2 字典常用操作 * 在 `ipython3` 中定义一个 **字典**，例如：`xiaoming = {}` * 输入 `xiaoming.` 按下 `TAB` 键，`ipython` 会提示 **字典** 能够使用的函数如下： ``` 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 ``` > 有关 **字典** 的 **常用操作** 可以参照上图练习 ### 3.3 循环遍历 * **遍历** 就是 **依次** 从 **字典** 中获取所有键值对 ```python # for 循环内部使用的 `key 的变量` in 字典 for k in xiaoming: print("%s: %s" % (k, xiaoming[k])) ``` > 提示：在实际开发中，由于字典中每一个键值对保存数据的类型是不同的，所以针对字典的循环遍历需求并不是很多 ### 3.4 **应用场景** * 尽管可以使用 `for in` 遍历 **字典** * 但是在开发中，更多的应用场景是： * 使用 **多个键值对**，存储 **描述一个 `物体` 的相关信息** —— 描述更复杂的数据信息 * 将 **多个字典** 放在 **一个列表** 中，再进行遍历，在循环体内部针对每一个字典进行 **相同的处理** ```python card_list = [{"name": "张三", "qq": "12345", "phone": "110"}, {"name": "李四", "qq": "54321", "phone": "10086"} ] ``` ## 04. 字符串 ### 4.1 字符串的定义 * **字符串** 就是 **一串字符**，是编程语言中表示文本的数据类型 * 在 Python 中可以使用 **一对双引号** `"` 或者 **一对单引号** `'` 定义一个字符串 * 虽然可以使用 `\"` 或者 `\'` 做字符串的转义，但是在实际开发中： * 如果字符串内部需要使用 `"`，可以使用 `'` 定义字符串 * 如果字符串内部需要使用 `'`，可以使用 `"` 定义字符串 * 可以使用 **索引** 获取一个字符串中 **指定位置的字符**，索引计数从 **0** 开始 * 也可以使用 `for` **循环遍历** 字符串中每一个字符 > 大多数编程语言都是用 `"` 来定义字符串 ```python string = "Hello Python" for c in string: print(c) ```  ### 4.2 字符串的常用操作 * 在 `ipython3` 中定义一个 **字符串**，例如：`hello_str = ""` * 输入 `hello_str.` 按下 `TAB` 键，`ipython` 会提示 **字符串** 能够使用的 **方法** 如下： ``` 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：正是因为 python 内置提供的方法足够多，才使得在开发时，能够针对字符串进行更加灵活的操作！应对更多的开发需求！ #### 1) 判断类型 - 9 | 方法 | 说明 | | --- | --- | | string.isspace() | 如果 string 中只包含空格，则返回 True | | string.isalnum() | 如果 string 至少有一个字符并且所有字符都是字母或数字则返回 True | | string.isalpha() | 如果 string 至少有一个字符并且所有字符都是字母则返回 True | | string.isdecimal() | 如果 string 只包含数字则返回 True，`全角数字` | | string.isdigit() | 如果 string 只包含数字则返回 True，`全角数字`、`⑴`、`\u00b2` | | string.isnumeric() | 如果 string 只包含数字则返回 True，`全角数字`，`汉字数字` | | string.istitle() | 如果 string 是标题化的(每个单词的首字母大写)则返回 True | | string.islower() | 如果 string 中包含至少一个区分大小写的字符，并且所有这些(区分大小写的)字符都是小写，则返回 True | | string.isupper() | 如果 string 中包含至少一个区分大小写的字符，并且所有这些(区分大小写的)字符都是大写，则返回 True | #### 2) 查找和替换 - 7 | 方法 | 说明 | | --- | --- | | string.startswith(str) | 检查字符串是否是以 str 开头，是则返回 True | | string.endswith(str) | 检查字符串是否是以 str 结束，是则返回 True | | string.find(str, start=0, end=len(string)) | 检测 str 是否包含在 string 中，如果 start 和 end 指定范围，则检查是否包含在指定范围内，如果是返回开始的索引值，否则返回 `-1` | | string.rfind(str, start=0, end=len(string)) | 类似于 find()，不过是从右边开始查找 | | string.index(str, start=0, end=len(string)) | 跟 find() 方法类似，不过如果 str 不在 string 会报错 | | string.rindex(str, start=0, end=len(string)) | 类似于 index()，不过是从右边开始 | | string.replace(old_str, new_str, num=string.count(old)) | 把 string 中的 old_str 替换成 new_str，如果 num 指定，则替换不超过 num 次 | #### 3) 大小写转换 - 5 | 方法 | 说明 | | --- | --- | | string.capitalize() | 把字符串的第一个字符大写 | | string.title() | 把字符串的每个单词首字母大写 | | string.lower() | 转换 string 中所有大写字符为小写 | | string.upper() | 转换 string 中的小写字母为大写 | | string.swapcase() | 翻转 string 中的大小写 | #### 4) 文本对齐 - 3 | 方法 | 说明 | | --- | --- | | string.ljust(width) | 返回一个原字符串左对齐，并使用空格填充至长度 width 的新字符串 | | string.rjust(width) | 返回一个原字符串右对齐，并使用空格填充至长度 width 的新字符串 | | string.center(width) | 返回一个原字符串居中，并使用空格填充至长度 width 的新字符串 | #### 5) 去除空白字符 - 3 | 方法 | 说明 | | --- | --- | | string.lstrip() | 截掉 string 左边（开始）的空白字符 | | string.rstrip() | 截掉 string 右边（末尾）的空白字符 | | string.strip() | 截掉 string 左右两边的空白字符 | #### 6) 拆分和连接 - 5 | 方法 | 说明 | | --- | --- | | string.partition(str) | 把字符串 string 分成一个 3 元素的元组 (str前面, str, str后面) | | string.rpartition(str) | 类似于 partition() 方法，不过是从右边开始查找 | | string.split(str="", num) | 以 str 为分隔符拆分 string，如果 num 有指定值，则仅分隔 num + 1 个子字符串，str 默认包含 '\r', '\t', '\n' 和空格 | | string.splitlines() | 按照行('\r', '\n', '\r\n')分隔，返回一个包含各行作为元素的列表 | | string.join(seq) | 以 string 作为分隔符，将 seq 中所有的元素（的字符串表示）合并为一个新的字符串 | ### 4.3 字符串的切片 * **切片** 方法适用于 **字符串**、**列表**、**元组** * **切片** 使用 **索引值** 来限定范围，从一个大的 **字符串** 中 **切出** 小的 **字符串** * **列表** 和 **元组** 都是 **有序** 的集合，都能够 **通过索引值** 获取到对应的数据 * **字典** 是一个 **无序** 的集合，是使用 **键值对** 保存数据  ``` 字符串[开始索引:结束索引:步长] ``` **注意**： 1. 指定的区间属于 **左闭右开** 型 `[开始索引, 结束索引)` => `开始索引 >= 范围 < 结束索引` * 从 `起始` 位开始，到 **`结束`位的前一位** 结束（**不包含结束位本身**) 2. 从头开始，**开始索引** **数字可以省略，冒号不能省略** 3. 到末尾结束，**结束索引** **数字可以省略，冒号不能省略** 4. 步长默认为 `1`，如果连续切片，**数字和冒号都可以省略** #### 索引的顺序和倒序 * 在 Python 中不仅支持 **顺序索引**，同时还支持 **倒序索引** * 所谓倒序索引就是 **从右向左** 计算索引 * 最右边的索引值是 **-1**，依次递减 **演练需求** * 1. 截取从 2 ~ 5 位置 的字符串 * 2. 截取从 2 ~ `末尾` 的字符串 * 3. 截取从 `开始` ~ 5 位置 的字符串 * 4. 截取完整的字符串 * 5. 从开始位置，每隔一个字符截取字符串 * 6. 从索引 1 开始，每隔一个取一个 * 7. 截取从 2 ~ `末尾 - 1` 的字符串 * 8. 截取字符串末尾两个字符 * 9. 字符串的逆序（面试题） **答案** ``` num_str = "0123456789" # 1. 截取从 2 ~ 5 位置 的字符串 print(num_str[2:6]) # 2. 截取从 2 ~ `末尾` 的字符串 print(num_str[2:]) # 3. 截取从 `开始` ~ 5 位置 的字符串 print(num_str[:6]) # 4. 截取完整的字符串 print(num_str[:]) # 5. 从开始位置，每隔一个字符截取字符串 print(num_str[::2]) # 6. 从索引 1 开始，每隔一个取一个 print(num_str[1::2]) # 倒序切片 # -1 表示倒数第一个字符 print(num_str[-1]) # 7. 截取从 2 ~ `末尾 - 1` 的字符串 print(num_str[2:-1]) # 8. 截取字符串末尾两个字符 print(num_str[-2:]) # 9. 字符串的逆序（面试题） print(num_str[::-1]) ``` ## 05. 公共方法 ### 5.1 Python 内置函数 Python 包含了以下内置函数： | 函数 | 描述 | 备注 | | --- | --- | --- | | len(item) | 计算容器中元素个数 | | | del(item) | 删除变量 | del 有两种方式 | | max(item) | 返回容器中元素最大值 | 如果是字典，只针对 key 比较 | | min(item) | 返回容器中元素最小值 | 如果是字典，只针对 key 比较 | | cmp(item1, item2) | 比较两个值，-1 小于/0 相等/1 大于 | Python 3.x 取消了 cmp 函数 | **注意** * **字符串** 比较符合以下规则： "0" < "A" < "a" ### 5.2 切片 | 描述 | Python 表达式 | 结果 | 支持的数据类型 | | :---: | --- | --- | --- | --- | | 切片 | "0123456789"[::-2] | "97531" | 字符串、列表、元组 | * **切片** 使用 **索引值** 来限定范围，从一个大的 **字符串** 中 **切出** 小的 **字符串** * **列表** 和 **元组** 都是 **有序** 的集合，都能够 **通过索引值** 获取到对应的数据 * **字典** 是一个 **无序** 的集合，是使用 **键值对** 保存数据 ### 5.3 运算符 | 运算符 | Python 表达式 | 结果 | 描述 | 支持的数据类型 | | :---: | --- | --- | --- | --- | | + | [1, 2] + [3, 4] | [1, 2, 3, 4] | 合并 | 字符串、列表、元组 | | * | ["Hi!"] * 4 | ['Hi!', 'Hi!', 'Hi!', 'Hi!'] | 重复 | 字符串、列表、元组 | | in | 3 in (1, 2, 3) | True | 元素是否存在 | 字符串、列表、元组、字典 | | not in | 4 not in (1, 2, 3) | True | 元素是否不存在 | 字符串、列表、元组、字典 | | > >= == < <= | (1, 2, 3) < (2, 2, 3) | True | 元素比较 | 字符串、列表、元组 | **注意** * `in` 在对 **字典** 操作时，判断的是 **字典的键** * `in` 和 `not in` 被称为 **成员运算符** #### 成员运算符 成员运算符用于 **测试** 序列中是否包含指定的 **成员** | 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 | `3 in (1, 2, 3)` 返回 `True` | | not in | 如果在指定的序列中没有找到值返回 True，否则返回 False | `3 not in (1, 2, 3)` 返回 `False` | 注意：在对 **字典** 操作时，判断的是 **字典的键** ### 5.4 完整的 for 循环语法 * 在 `Python` 中完整的 `for 循环` 的语法如下： ```python for 变量 in 集合: 循环体代码 else: 没有通过 break 退出循环，循环结束后，会执行的代码 ``` #### 应用场景 * 在 **迭代遍历** 嵌套的数据类型时，例如 **一个列表包含了多个字典** * 需求：要判断 某一个字典中 是否存在 指定的 值 * 如果 **存在**，提示并且退出循环 * 如果 **不存在**，在 **循环整体结束** 后，希望 **得到一个统一的提示** ```python 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) # 判断当前遍历的字典中姓名是否为find_name if stu_dict["name"] == find_name: print("找到了") # 如果已经找到，直接退出循环，就不需要再对后续的数据进行比较 break else: print("没有找到") print("循环结束") ```