Python—字元串和常用數據結構

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[TOC] 序言：這一章我們學習字元串、列表、元組、字典 等常用存儲結構 1. 字元串 所謂 字元串 ，就是由零個或多個字元組成的有限序列 ，簡單來說：雙引號或者單引號中的數據，就是字元串 通過下麵代碼，我們來瞭解一下字元串的使用 輸出結果   str = "helloworld" | 方 ...


目錄

序言：這一章我們學習字元串、列表、元組、字典 等常用存儲結構

1. 字元串

所謂字元串，就是由零個或多個字元組成的有限序列 ，簡單來說：雙引號或者單引號中的數據，就是字元串

通過下麵代碼，我們來瞭解一下字元串的使用

# -*- coding:utf-8 -*-
def main():
    str1 = 'hello world!'
    #通過len 計算函數字元串的長度
    print(len(str1))
    #獲得字元串首字母大寫的拷貝
    print(str1.capitalize())
    #獲得字元串全大寫的拷貝
    print(str1.upper())
    #查詢or 是否被包含str1中 包含返回索引值
    print(str1.find("or"))
    #查詢and 是否被包含str1
    print(str1.find("and"))
    #index 與find類似 但是找不到會拋異常
    print(str1.index("or"))
    #print(str1.index("or"))
    #檢查字元串是否以指定的字元串開頭
    print(str1.startswith("he"))
    print(str1.startswith("1he"))
    #檢查字元串是否以指定的字元串結尾
    print(str1.endswith("!"))
    #將字元串以指定的寬度居中 併在兩邊添加指定的字元
    print(str1.center(50,"*"))
    print(str1.rjust(50," "))
    str2 = "abc123456 ";
    # 字元串切片：從字元串中取出指定位置的字元
    print("str2[2]: ",str2[2])
    print("str2[2:]:",str2[2:])
    print("str2[::2]:",str2[::2])
    print("str2[::-1]:",str2[::-1])
    print("str2[-3::-1]:",str2[-3::-1])
    # 檢查字元串是否由數字構成
    print(str2.isdigit())
    # 檢查字元串是否由字母構成
    print(str2.isalpha())
    # 檢查字元串是否由數字字母組成
    print(str2.isalnum())
    #去除兩側空格
    print(str2.strip())

if  __name__ == '__main__':
    main()

輸出結果

 

str = "helloworld"

方法 說明 結果
len(str) 字元串長度 10
str.capitalize() 字元串首字母大寫 Helloworld
str.upper() 字元串全大寫 HELLOWORLD
str.find("or") 檢測 "or" 是否包含在 str 中，如果是返回開始的索引值，否則返回-1 6
str.startswith("h") 檢查字元串是否以指定的字元串開頭 True
str.endswith("!") 檢查字元串是否以指定的字元串結尾 False
str.center(20,"*") 將字元串以指定的寬度居中 併在兩邊添加指定的字元 *****helloworld*****
str.isdigit() 檢查字元串是否由數字構成 False
str.isalpha() 檢查字元串是否由字母構成 True
str.strip() 去除兩側空格 helloworld

 

2. 列表

列表是Python中內置有序、可變序列，列表的所有元素放在一對中括弧“[]”中，並使用逗號分隔開

列表常用方法

方法 說明
lst.append(x) 將元素x添加至列表lst尾部
lst.extend(L) 將列表L中所有元素添加至列表lst尾部
lst.insert(index, x) 在列表lst指定位置index處添加元素x，該位置後面的所有元素後移一個位置
lst.remove(x) 在列表lst中刪除首次出現的指定元素，該元素之後的所有元素前移一個位置
lst.pop([index]) 刪除並返回列表lst中下標為index（預設為-1）的元素
lst.clear() 刪除列表lst中所有元素，但保留列表對象
lst.index(x) 返回列表lst中第一個值為x的元素的下標，若不存在值為x的元素則拋出異常
lst.count(x) 返回指定元素x在列表lst中的出現次數
lst.reverse() 對列表lst所有元素進行逆序
lst.sort(key=None, reverse=False) 對列表lst中的元素進行排序，key用來指定排序依據，reverse決定升序（False），還是降序（True）
lst.copy() 返回列表lst的淺複製

 

2.1 列表的增刪改查

def main():
    list1 = [1,3,5,7,100]
    print(list1)
    list2 = ['hello'] * 5
    print(list2)
    # 計算列表的長度
    print("列表的長度為:",len(list2))
    #下標索引
    print("索引為0的元素:",list1[0])
    print("索引為3的元素:",list1[3])
    print("索引為-1的元素：",list1[-1])
    #修改元素
    list1[2] = 300
    print("修改結果:",list1)
    #添加元素
    list1.append(121)
    print("append添加元素的結果:",list1)
    list1.insert(1,676);
    print("insert插入元素的結果:",list1)
    list1 += [700,800]
    print("+=添加元素:",list1)
    #刪除元素
    list1.remove(700)  #移除某個元素
    print("remove移除元素:",list1)
    list1.pop();    #移除列表最後一位元素
    print("pop移除最後一位",list1)
    del list1[0]    #移除某個下標的元素
    print("del移除:",list1)
    list1.clear() #清空列表
    print("清空後的列表:",list1)


if __name__ == "__main__":
    main()

輸出結果

 

2.2 列表的切片和排序

1、列表的切片操作

"""
列表的切片操作
version:0.1
author:coke
"""
def main():
    names = ["A","B","C","D"]
    names += ["E","F","G"]
    # 迴圈遍歷列表元素
    for name in names:
        print(name,end = " ")
    print()
    # 列表切片
    names2 = names[1:4]
    print("names2:",names2)
    # 可以完整切片操作來複制列表
    names3 = names[:]
    print("names3:",names3)
    # 可以通過反向切片操作來獲得倒轉後的列表的拷貝
    names4 = names[::-1]
    print("names4:",names4)

if __name__ == "__main__":
    main()

輸出結果

 

2、列表的排序操作

"""
列表的排序操作
version:0.1
author:coke
"""
def main():
    list1 = ["A","Be","C","D","E"]
    list2 = sorted(list1)
    print("list2:",list2)
    # sorted函數返回列表排序後的拷貝不會修改傳入的列表
    list3 = sorted(list1,reverse=True)
    print("list3:",list3)
    # 通過key關鍵字參數指定根據字元串長度進行排序 而不是預設的字母表順序
    list4 = sorted(list1,key=len)
    print("list4:",list4)

if __name__ == "__main__":
    main()

輸出結果

 

2.3 生成式語法

我們還可以使用列表的生成式語法來創建列表

"""
生成試語法創建列表
version:0.1
author:coke
"""
import sys
def main():
    f = [x for x in range(1,10)]
    print("f:",f)
    f = [ x + y for x in "ABCDE" for y in "1234567"]
    print("f:",f)
    #通過列表的生成表達式語法創建列表容器
    #用這種語法創建列表之後 元素已經準備就緒所有需要耗費較多的記憶體空間
    f = [x ** 2 for x in range(1,1000)]
    print("生成試語法:",sys.getsizeof(f)) #9024
    #print(f)
    #請註意下麵的代碼創建的不是一個列表 而是一個生成器對象
    #每次生成器對象可以獲取到數據 但它不占用額外的空間存儲數據
    #每次需要數據的時候就通過內部運算得到數據
    f = (x ** 2 for x in range(1,1000))
    print("生成器對象：",sys.getsizeof(f))
    print(f)
    """
        for val in f:
        print(val)
    print(sys.getsizeof(f))
    """
if __name__ == "__main__":
    main()

輸出結果

 

除了上面提到的生成器語法，Python中還有另外一種定義生成器的方式，就是通過yield關鍵字將一個普通函數改造成生成器函數。下麵的代碼演示瞭如何實現一個生成斐波拉切數列的生成器。所謂斐波拉切數列可以通過下麵遞歸的方法來進行定義：

"""
定義生成器
version:0.1
author:coke
"""
def fib(n):
   a,b = 0,1
   for _ in range(n):
       a,b = b, a+b
       yield a
def main():
   for val in fib(20):
       print(val)

if __name__ == '__main__':
   main()

 

3. 元組

Python的元組與列表類似，不同之處在於元組的元素不能修改。元組使用小括弧，列表使用方括弧。

def main():
   # 定義元組
   t = ('駱昊', 38, True, '四川成都')
   print(t)
   # 獲取元組中的元素
   print(t[0])
   print(t[3])
   # 遍歷元組中的值
   for member in t:
       print(member)
   # 重新給元組賦值
   # t[0] = '王大錘'  # TypeError
   # 變數t重新引用了新的元組原來的元組將被垃圾回收
   t = ('王大錘', 20, True, '雲南昆明')
   print(t)
   # 將元組轉換成列表
   person = list(t)
   print(person)
   # 列表是可以修改它的元素的
   person[0] = '李小龍'
   person[1] = 25
   print(person)
   # 將列表轉換成元組
   fruits_list = ['apple', 'banana', 'orange']
   fruits_tuple = tuple(fruits_list)
   print(fruits_tuple)


if __name__ == '__main__':
   main()

這裡有一個非常值得探討的問題，我們已經有了列表這種數據結構，為什麼還需要元組這樣的類型呢？

  1. 元組中的元素是無法修改的，事實上我們在項目中尤其是多線程環境（後面會講到）中可能更喜歡使用的是那些不變對象（一方面因為對象狀態不能修改，所以可以避免由此引起的不必要的程式錯誤，簡單的說就是一個不變的對象要比可變的對象更加容易維護；另一方面因為沒有任何一個線程能夠修改不變對象的內部狀態，一個不變對象自動就是線程安全的，這樣就可以省掉處理同步化的開銷。一個不變對象可以方便的被共用訪問）。所以結論就是：如果不需要對元素進行添加、刪除、修改的時候，可以考慮使用元組，當然如果一個方法要返回多個值，使用元組也是不錯的選擇。
  2. 元組在創建時間和占用的空間上面都優於列表。

 

4.集合

Python中的集合跟數學上的集合是一致的，不允許有重覆元素，而且可以進行交集、並集、差集等運算。

"""
使用集合
version:0.1
author:coke
"""
def  main():
    set1 = {1,2,3,3,2,4}
    print(set1)
    # len() 求集合的長度
    print('Length=',len(set1))
    set2 = set(range(1,10))
    print(set2)
    set1.add(7)
    set1.add(8)
    set2.update([11,12])
    print("set1:",set1)
    print("set2:",set2)
    # 移除元素5
    set2.discard(5)
    # remove的元素 如果不存在會引發keyError
    if 4 in set2:
        set2.remove(4)
    #遍歷集合容器
    for ele in set2:
        print(ele,end=" ")
    print(" ")
    #將元組轉換成集合
    set3 = set((1,2,3,4,5))
    print(set3.pop())
    print("set3:",set3)
    # 集合的交集、並集、差集、對稱差運算
    print("交集：",set1 & set2)
    print("並集：",set1 | set2)
    print("差集：",set1 - set2)
    print("對稱差運算:",set1 ^ set2)
    #判斷子集和超集
    print("子集:",set1 <= set2)
    #print(set1.issuperset(set2))
    print("超集:",set1 >= set2)
    #print(set1.issubset(set2))

if __name__ == "__main__":
    main()

輸出結果

 

5. 字典

字典和列表一樣，也能夠存儲多個數據。字典的每個元素由2部分組成，鍵:值。例如 'name':'班長' ,'name'為鍵，'班長'為值

5.1 字典的增刪改查

1、添加元素

info = {'name':'班長', 'sex':'f', 'address':'地球亞洲中國北京'}
# print('id為:%d'%info['id'])#程式會終端運行，因為訪問了不存在的鍵
newId = input('請輸入新的學號：')
info['id'] = newId
print('添加之後的id為:',info['id'])

 

2、修改元素

info = {'name':'班長', 'id':100, 'sex':'f', 'address':'地球亞洲中國北京'}
newId = input('請輸入新的學號：')
info['id'] = int(newId)
print('修改之後的id為：',info['id'])

 

3、刪除元素

  • del 刪除指定元素
  • clear() 清空整個字典
info = {'name':'班長', 'sex':'f', 'address':'地球亞洲中國北京'}
print("刪除前:",info)
del info['name']
print('刪除後:',info)
info.clear()
print("清空後:",info)

 

4、查找某個元素

字典在查詢某個元素時，若該字典沒有所查詢的元素會報錯，所以查詢前最好進行判斷

info = {'id':1,'name':'班長', 'sex':'f', 'address':'地球亞洲中國北京'}
print("查詢:",info)
print("查詢存在的元素:",info['id'])
#print("查詢不存在的元素:",info['age'])  keyError
print("查詢不存在的元素:",info['age'] if 'age' in info else "元素不存在")

 

5.2 字典的常見操作

1、len()：測量字典鍵值對的個數

dict = {"name":"Jack","age":11}
print(len(dict))

 

2、 keys()：返回一個包含字典所有key的列表

dict = {"name":"Jack","age":11}
print(dict.keys())

 

3、values()：返回一個包含字典所有value的列表

dict = {"name":"Jack","age":11}
print(dict.values())

 

4、items()：返回一個包含所有（鍵,值）元組的列表

dict = {"name":"Jack","age":11}
print(dict.items)

 

5、字典遍歷

"""
字典測試
version:0.1
author:coke
"""
info = {"name":"coke","age":11,"height":"198"}

print("遍歷字典項--------------------第一種方式")
for item in info.items():
    print(item)
print("遍歷字典項--------------------第二種方式")
for key,value in info.items():
    print("%s:%s"%(key,value))

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