Python基础语法（四）—列表、元组、字典、集合、字符串
Python基础语法（一）：https://blog.zeruns.tech/index.php/archives/54/
Python基础语法（二）：https://blog.zeruns.tech/index.php/archives/112/
Python基础语法（三）——函数：https://blog.zeruns.tech/index.php/archives/150/
列表
基本概念
- 列表是有序的元素集合，所有元素放在一对中括号中，用逗号隔开，没有长度限制；
- 列表索引值以0为开始值，-1为从未尾的开始位置。
- 列表可以使用+操作符进行拼接，使用*表示重复。
- 当列表元素增加或删除时，列表对象自动进行扩展或收缩内存，保证元素之间没有缝隙；
- 列表中的元素可以是不同类型的
列表的使用方式
list = ["zeruns","blog","blog.zeruns.tech",9527,[0,1,2,[1,2]]]#创建一个列表，一个列表里可以有多种数据类型，甚至可以嵌套列表来做二或三维列表
# 0 1 2 3 4
# -5 -4 -3 -2 -1
print(list[0])
print(list[2])
print(list[4][2])
print(list[4][3][0])
print(list[-1])
print(list[-2])
'''
结果：
zeruns
blog.zeruns.tech
2
1
[0, 1, 2, [1, 2]]
9527
'''列表的基本操作
| 列表操作符 | 操作符含义 |
|---|---|
| < list1 > + < list2 > | 连接两个列表 |
| < list > * < 整数类型 > | 对列表进行整数次重复 |
| < list >[< 整数类型 >] | 索引列表中的元素 |
| len( < seq > ) | 获取列表中元素个数 |
| for < var > in < list > : | 对列表进行循环列举 |
| < list >[< 整数类型 > : < 整数类型 >] | 取列表的一个子序列 |
| < expr > in < list > | 成员检查，判断< expr >是否在列表中 |
列表的相关方法
| 方法 | 方法含义 |
|---|---|
| < list >.append( x ) | 将元素x增加到列表的最后 |
| < list >.sort( ) | 将列表元素排序，默认为升序 |
| < list >.reverse( ) | 将列表元素反转 |
| < list >.index( ) | 返回第一次出现元素x的索引值 |
| < list >.insert( i, x ) | 在位置i处插入新元素x |
| < list >.count( x ) | 返回元素x在列表中的数量 |
| < list >.remove( x ) | 删除列表中第一次出现的元素x |
| < list >.pop( i ) | 取出列表中位置i的元素，并删除它 |
>>> a = [2,0,9,1,5]
>>> b = ['c','w','b','a']
>>> a.append(9)
>>> a
[2, 0, 9, 1, 5, 9]
>>> a.sort()
>>> a
[0, 1, 2, 5, 9, 9]
>>> a.reverse()
>>> a
[9, 9, 5, 2, 1, 0]
>>> b.sort()
>>> b
['a', 'b', 'c', 'w']
>>> a.index(5)
2
>>> a.insert(2,7)
>>> a
[9, 9, 7, 5, 2, 1, 0]
>>> a.count(9)
2
>>> a.remove(9)
>>> a
[9, 7, 5, 2, 1, 0]
>>> a.pop(0)
9
>>> a
[7, 5, 2, 1, 0]列表推导式
- 列表推导式（又称列表解析式）提供了一种简明扼要的方法来创建列表。
- 它的结构是在一个中括号里包含一个表达式，然后是一个for语句，然后是 0 个或多个 for 或者 if 语句。那个表达式可以是任意的，意思是你可以在列表中放入任意类型的对象。返回结果将是一个新的列表，在这个以 if 和 for 语句为上下文的表达式运行完成之后产生。
- 列表推导式的执行顺序：各语句之间是嵌套关系，左边第二个语句是最外层，依次往右进一层，左边第一条语句是最后一层。
data = [i for i in range(10)]
#等价于
data = []
for i in range(10):
data.append(i)
'--------------分割线---------------'
data = [2**i for i in range(10)]
#等价于
data = []
for i in range(10):
data.append(2**i)
'--------------分割线---------------'
data = [num for num in range(20) if num%2==1]
#等价于
data = []
for num in range(20):
if num%2==1:
data.append(num)应用
一个学校，有3个办公室，现在有8位老师等待工位的分配，请编写程序，完成随机的分配
答案：
#encoding=utf-8
import random
# 定义一个列表用来保存3个办公室
offices = [[],[],[]]
# 定义一个列表用来存储8位老师的名字
names = ['A','B','C','D','E','F','G','H']
i = 0
for name in names:
index = random.randint(0,2)
offices[index].append(name)
i = 1
for tempNames in offices:
print('办公室%d的人数为:%d'%(i,len(tempNames)))
i+=1
for name in tempNames:
print("%s"%name,end='')
print("\n")
print("-"*20)运行结果如下:
元组
基本概念
- 元组（tuple）是包含多个元素的类型，元素之间用逗号分割
如：t1 =（123,456,"hello"） - 可以通过把若干元素放在一对圆括号中创建元组，如果只有一个元素的话则需要多加一个逗号，例如（3,）。
- 也可以使用tuple()函数把列表、字典、集合、字符串以及range对象、map对象、zip对象或其他类似对象转换为元组。
- 元组可以是空的，t2=()
- 一个元组也可以作为另一个元组的元素，此时，作为元素的元组需要增加括号，从而避免歧义，如：t3=（123,456,("hello","world")）
- Python 的元组与列表类似，不同之处在于元组的元素不能修改。
元组的使用
>>> a = ('hello',2020,110)
>>> a
('hello', 2020, 110)
>>> a[1]
2020元组中的元素值是不允许修改和删除的，但我们可以使用del语句来删除整个元组
>>> a = ('hello',2020,'blog.zeruns.tech')
>>> print(a)
('hello', 2020, 'blog.zeruns.tech')
>>> del a
>>> print(a)
Traceback (most recent call last):
File "<pyshell#24>", line 1, in <module>
print(a)
NameError: name 'a' is not defined所谓元组的不可变指的是元组所指向的内存中的内容不可变。
>>> tup = ('r', 'u', 'n', 'o', 'o', 'b')
>>> tup[0] = 'g' # 不支持修改元素
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: 'tuple' object does not support item assignment
>>> id(tup) # 查看内存地址
4440687904
>>> tup = (1,2,3)
>>> id(tup)
4441088800 # 内存地址不一样了字典
基本概念
- 字典是无序的对象集合，使用键-值(key-value) 存储，具有极快的查找速度。
- 键(key)必须使用不可变类型
- 同一个字典中，键(key)必须是唯一的
- 字典的每个键值key= >value对用冒号:分割，每个键值对之间用逗号,分割，整个字典包括在花括号}中，格式如下所示:
- dic = {key1 : value1, key2 : value2 }
- 字典键一般是唯的,如果重复最后的一一个键值对会替换前面的,值不需要唯一。
- 键必须不可变，所以可以用数字，字符串或元组充当，而用列表就不行
>>> hhh = {'website':'blog.zeruns.tech','name':'zeruns'}
>>> hhh['website']
'blog.zeruns.tech'常用方法
| 方法 | 描述 |
|---|---|
| keys() | 返回字典中键的列表 |
| values() | 返回字典中值的列表 |
| items() | 返回tuples的列表。每个tuple由字典的键和相应值组成 |
| clear() | 删除字典的所有条目 |
| copy() | 返回字典高层结构的一个拷贝，但不复制嵌入结构，而只复制对那些结构的引用 |
| update(x) | 用字典x中的键值对更新字典内容。 |
| get(x[,y])) | 返回键x，若未找到该键返回none，若提供y，则未找回时返回y |
| str(x) | 以字符串形式输出字典x |
| len(x) | 返回字典x的元素个数，即键的总数。 |
>>> hhh = {'website':'blog.zeruns.tech','name':'zeruns'}
>>> hhh.keys()
dict_keys(['website', 'name'])
>>> hhh.values()
dict_values(['blog.zeruns.tech', 'zeruns'])
>>> hhh.items()
dict_items([('website', 'blog.zeruns.tech'), ('name', 'zeruns')])
>>> hhh.copy()
{'website': 'blog.zeruns.tech', 'name': 'zeruns'}
>>> awsl = {'website':'https://blog.zeruns.tech'}
>>> hhh.update(awsl)
>>> hhh
{'website': 'https://blog.zeruns.tech', 'name': 'zeruns'}
>>> hhh.get('website')
'https://blog.zeruns.tech'
>>> hhh.get('hhh','666')
'666'
>>> hhh.clear()
>>> hhh
{}
>>> dict = {'Name': 'zeruns', 'Age': 7, 'Class': 'First'}
>>> str(dict)
"{'Name': 'zeruns', 'Class': 'First', 'Age': 7}"字典元素修改、添加与删除
- 可以使用字典对象的pop()删除指定“键”对应的元素，同时返回对应的“值"
- popitem()方法用于删除字典的一个键对，并返回一个包含两个元素的元组，其中的两个元素分别是字典元素的“键”和“值" .
- 也可以使用del删除指定的“键”对应的元素。
集合
概述
- Python集合是无序、可变的容器对象,所有元素放在一对大括号中，元素之间使用逗号分隔，同一个集合内的每个元素都是唯一的, 不允许重复，
- 集合中只能包含数字、字符串、元组等不可变类型的数据，而不能包含列表.字典、集合等可变类型的数据，包含列表等可变类型数据的元组也不能作为集合的元素。
- 集合中的元素是无序的，元素存储顺序和添加顺序并不一致。
- 集合不支持使用下标直接访问特定位置上的元素，也不支持使用
random中的choice()函数从集合中随机选取元素，但支持使用random模块中的sample()函数随机选取部分元素。
set(集合)
- set和dict类似， 也是一组key的集合,但不存储value。由于key不能重复，所以,在set中，没有重复的key。
- set是无序的，重复元素在set中自动被过滤。
- 可以使用大括号
{ }或者set()函数创建集合，注意：创建一个空集合必须用set()而不是{ }，因为{ }是用来创建一个空字典。 - set可以看成数学意义上的无序和无重复元素的集合,因此，两个set可以做数学意义上的交集(&)、井集(|)、差集(-)等操作。
集合的常用方法
- s = add(x)：将元素x添加到集合s中，如果元素已存在，则不进行任何操作。
- s = update(x)：将x的元素添加到集合s中，x可以是列表，元组，字典等。
- s.pop(x)：随机删除集合中的一个元素。
- s.remove(x)：将元素x从集合s中移除，如果元素不存在，则会发生错误。
- s.discard(x)：将元素x从集合s中移除,如果元素不存在，不会发生错误。
- len(s)：计算集合 s 元素个数。
- s.clear()：清空集合 s。
字符串
概述
- 字符串(str)是用双引号""或者单引号''括起来的一个或多个字符
- 字符串可以保存在变量中，也可以单独存在
- 字符串属于不可变对象，所有方法都是返回处理后的字符串或字节串,不对原字符串进行任何修改。
字符串操作
字符串之间可以通过+或*进行连接
- 加法操作(+)将两个字符串连接成为一个新的字符串
- 乘法操作(*)生成一个由其本身字符串重复连接而成的字符串
- x in s:如果x是s的子串，返回True,否则返回False
- str[N:M]:切片, 返回子串
len()函数能返回-一个字符串的长度
- str1="hello,world"
- len(str1)
- 大多数数据类型都可以通过
str()函数转换为字符串:如str(123) type()函数测试一个字符串的类型
字符串操作
| 操作 | 含义 |
|---|---|
| + | 连接 |
| * | 重复 |
| < string >[ ] | 索引 |
| < string >[ : ] | 剪切 |
| len(< string >) | 长度 |
| < string >.upper() | 字符串中字母大写 |
| < string >.lower() | 字符串中字母小写 |
| < string >.strip() | 去两边空格及指定字符 |
| < string >.split() | 按指定字符分隔字符串为数组 |
| < string >.join() | 连接两个字符串序列 |
| < string >.find() | 搜索指定字符串 |
| < string >.replace() | 字符串替换 |
| for < var > in < string > | 字符串迭代 |
常用方法
- index(x)、rindex(x): 检测x是否包含在字符串中，返回相应的索引值，如果不存在。返回异常。
- count(x)：返回x在string里面出现的次数。
- replace(str1,str2[,max])：把将字符串中的str1替换成str2,如果max指定，则替换不超过max次。
- maketrans()：创建字符映射的转换表。
- translate(str)：根据str给出的映射转换表转换string字符。
- ljust(width[,fllchar]): 返回一个原字符串左对齐，并使用fillchar填充至长度width的新字符串，fillchar默认为空格。rjust()、center()类似。
- split(str="",num=string.count(str)),其中num=string.count(str))以str为分隔符截取字符串，如果num有指定值，则仅截取num+1个子字符串。rsplit()类似，从右侧开始截取。
- join(seq): 以指定字符串作为分隔符，将seq中所有的元素(的字符串表示)合并为一个新的字符串。
- startswith(substr)、endswith(substr)：检查字符串是否是以指定子字符串substr开头或结束，是则返回True。
- strip()、rstrip()、lstrip(): 截取字符串的指定字符。
字符串格式化
python字符串格式化符号:
| 符 号 | 描述 |
|---|---|
| %c | 格式化字符及其ASCII码 |
| %s | 格式化字符串 |
| %d | 格式化整数 |
| %u | 格式化无符号整型 |
| %o | 格式化无符号八进制数 |
| %x | 格式化无符号十六进制数 |
| %X | 格式化无符号十六进制数（大写） |
| %f | 格式化浮点数字，可指定小数点后的精度 |
| %e | 用科学计数法格式化浮点数 |
| %E | 作用同%e，用科学计数法格式化浮点数 |
| %g | 浮点型数据 会去掉多余的零 至多保留6位 |
| %G | 浮点型数据 会去掉多余的零 至多保留6位 |
| %p | 用十六进制数格式化变量的地址 |
格式化操作符辅助指令:
| 符号 | 描述 |
|---|---|
| * | 定义宽度或者小数点精度 |
| - | 用做左对齐 |
| + | 在正数前面显示加号( + ) |
| < sp > | 在正数前面显示空格 |
| # | 在八进制数前面显示零('0')，在十六进制前面显示'0x'或者'0X'(取决于用的是'x'还是'X') |
| 0 | 显示的数字前面填充'0'而不是默认的空格 |
| % | '%%'输出一个单一的'%' |
| (var) | 映射变量(字典参数) |
| m.n. | m 是显示的最小总宽度,n 是小数点后的位数(如果可用的话) |
应用
编写程序，完成以下要求：
统计字符串中，各个字符的个数
比如："hello world" 字符串统计的结果为： h:1 e:1 l:3 o:2 d:1 r:1 w:1