知识导图

组合数据类型的基本概念

Python语言中最常用的组合数据类型有3大类，分别是集合类型、序列类型和映射类型。

集合类型概述

集合类型是一个元素集合，是无序组合，用大括号{}表示，集合中的元素可以动态的增加或减少。集合中的元素不可重复，元素类型只能是不可变数据类型，如：整数、浮点数、字符串、元组等，相比而言，列表、字典和集合类型本身都是可变数据类型，不可作为集合的元素。
集合的输出顺序与定义顺序可以不一样，由于集合元素是独一无二的 ，使用集合类型可以过滤掉重复元素。

T={"1010",12.3,1010}
print(T)

结果

{12.3, 1010, '1010'}

T={"1010",12.3,1010,1010,1010}
print(T)

结果

{'1010', 12.3, 1010}

集合类型有4个操作符，交集（&），并集（|），差集（-），补集（^），如下表

集合类型有一些常用的操作函数或方法，如下表

set(x)函数将其他的组合数据类型变成集合类型，set()函数也可以生成空集合变量。

S=set('知之为知之不知为不知')
print(S)
for i in S:
    print(i,end="")

结果

{'不', '之', '为', '知'}
不之为知

序列类型概述

序列类型是一维元素向量，元素之间存在先后关系，通过序号访问。本语言中又很多数据类型都是序列类型，比较重要的是字符串类型、列表类型和元组类型。
序列类型通用操作符和函数。如下表

元组类型是序列类型的重要组成之一。

t=(1,2,3)
print(type(t))

结果

<class 'tuple'>

元组一旦定义就不能修改。因此在一些编程中，通常以列表类型替代元组类型使用。元组类型主要在Python语法相关的场景使用。例如，当函数返回多个值时，多个返回值以元组类型返回，实际上是返回一个数据类型。

def f(x):
    return x,x+1,x+2
print(f(1))
print(type(f(1)))

结果

(1, 2, 3)
<class 'tuple'>

映射类型概述

映射类型是“键—值”数据项组合，即元素（key,value）,元素之间是无序的。

列表类型

列表的定义

列表是有序序列，属于序列类型。列表可以进行元素的增加，删除，替换、查找等操作。元素类型可以不同。可通过list(x)函数将集合或字符串类型转换成列表类型。
list()函数可生成空列表。

print(list('列表可由字符串生成'))

结果

['列', '表', '可', '由', '字', '符', '串', '生', '成']

列表的索引

索引号不能超过列表的元素范围，否会产生IndexError错误。

>>> ls=[1010,"1010",[1010,"1010"],1010]
>>> ls[3]
1010
>>> ls[-2]
[1010, '1010']
>>> ls[5]
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#3>", line 1, in <module>
    ls[5]
IndexError: list index out of range

可以使用遍历循环对列表类型的元素进行遍历操作，基本使用方式如下：
for <循环变量> in<列表变量>
 <语句块>

ls=[1010,"1010",[1010,"1010"],1010]
for i in ls:
    print(i*2)

结果

2020
10101010
[1010, '1010', 1010, '1010']
2020

列表的切片

<列表或列表变量>[N:M:K]
切片获取列表类型从N到M（不包含M）以K为步长所对应元素组成的列表。

>>> ls=[1010,"1010",[1010,"1010"],1010]
>>> ls[1:4]
['1010', [1010, '1010'], 1010]
>>> ls[-1:-3]
[]
>>> ls[-3:-1]
['1010', [1010, '1010']]
>>> ls[0:4:2]
[1010, [1010, '1010']]

列表类型的操作

列表的操作函数

min(ls)和max(ls)，使用这两个函数的前提是列表中各元素类型可以进行比较。如果列表元素间不能比较，使用这两个函数将会报错。
list(x)将变量x转变成列表类型，其中x可以是字符串类型，也可以是字典类型。

>>> list({"小明","小红","小白","小新"})
['小红', '小明', '小新', '小白']
>>> list({"201801":"小明","201802":"小红","201803":"小白"})
['201801', '201802', '201803']

列表的操作方法

其操作方法，语法形式：
<列表变量>.<方法名称>(<方法参数>)

ls.copy()复制ls中所有元素生成一个新列表。

lt=[1010,"1010",[1010,"1010"],1010]
ls=lt.copy()
lt.clear() #清空lt
print(ls)

结果

[1010, '1010', [1010, '1010'], 1010]

通过直接赋值方式不能产生新列表，仅能够为列表加一个别名。

lt=[1010,"1010",[1010,"1010"],1010]
ls=lt    #仅使用等号
lt.clear() #清空lt
print(ls)

结果

[]

使用切片配合等号（=）可以对列表片段进行修改，修改内容可以不等长。当使用一个列表改变另一个列表值时，Python不要求两个列表的长度一样，但遵循“多增少减”的原则。

lt=[1010,"10,10","python"]
lt[1:2]=[1010,10.10,0x1010]
print(lt)
lt[1:4]=[1010]
print(lt)

[1010, 1010, 10.1, 4112, 'python']
[1010, 1010, 'python']

字典类型

每个元素是一个键值对，使用方式如下
{<键1>:<值1>,<键2>:<值2>,…,<键n>:<值n>}

字典的索引

字典中键值对的索引模式如下
<值>=<字典变量>[<键>]

d={"201801":"小明","201802":"小红","201803":"小白"}
print(d["201802"])

小红

字典是存储可变数量键值对的数据结构，值可以是任意数据类型，键只能为不可变数据类型，通过键索引值，并可以通过键修改值。

字典类型的操作

字典的操作函数

字典的操作方法

使用语法形式
<字典变量>.<方法名称>(<方法参数>)

d.popitems() 随机从字典中取出一个键值对，以元组形式返回，同时将该键值对从字典中删除。

d.get(key.default)第二个元素default可以省略，如果省略则默认值为空。

d={"201801":"小明","201802":"小红","201803":"小白"}
>>> d.get('201801')
'小明'
>>> d.get('201804')
>>> d.get('201804','不存在')
'不存在'

字典可以遍历循环对其他元素进行遍历，基本语法结构如下：
for <变量名> in <字典名>:
 语句块
for 循环返回的变量名是字典的索引值。如果需要获得键对应的值，可以在语句块中通过get()方法获得。

d={"201801":"小明","201802":"小红","201803":"小白"}
for k in d:
    print("字典的键和值分别是：{}和{}".format(k,d.get(k)))

结果

字典的键和值分别是：201801和小明
字典的键和值分别是：201802和小红
字典的键和值分别是：201803和小白

课后习题

1. 英文字符频率统计。编写一个程序，对给定字符串中出现的a～z字母频率进行分析，忽略大小写，采用降序方式输出。

txt=input("请输入一段英文字符串：")
txt=txt.lower() #将字母变成小写
d={}
for i in txt:
    if i in "abcdefghigklmnopqrstuvwxyz":
        d[i]=d.get(i,0)+1 #字典中的值，如果i在d中，则返回i对应的值；如果i不在d中，返回0
ls=list(d.items()) #将字典转换成记录列表
ls.sort(key=lambda x:x[1],reverse=True) #排序用的
for i in range(len(d)):
    word,count=ls[i]
    print("{:<10}{:<5}".format(word,count))

结果

请输入一段英文字符串：dhnesammxmopwedjqmsdqdssaaq
d         4    
s         4    
m         4    
a         3    
q         3    
e         2    
h         1    
n         1    
x         1    
o         1    
p         1    
w         1   

2. 中文字符频率统计。编写一个程序，对给定字符串中出现的全部字符（含中文字符）频率进行分析，采用降序方式输出。

txt=input("请输入一段中文字符串：")
d={}
for ch in '，。“”；！？':
    txt=txt.replace(ch," ") #将特殊字符转换成空格
for i in txt:
    d[i]=d.get(i,0)+1 #字典中的值，如果i在d中，则返回i对应的值；如果i不在d中，返回0
ls=list(d.items()) #将字典转换成记录列表
ls.sort(key=lambda x:x[1],reverse=True) #排序用的
for i in range(len(d)):
    word,count=ls[i]
    print("{:<10}{:<5}".format(word,count))

结果

请输入一段中文字符串：我是中国人，我很自豪自己是中国人。
我         2    
是         2    
中         2    
国         2    
人         2    
           2    
自         2    
很         1    
豪         1    
己         1    

3. 随机密码生成。编写程序在26个字母大小写和9个数字组成的列表中随机生成10个8位密码。

import random
s = ["a","b","c","d","e","f","g","h","i","j","k","l","m","n","o","p","q","r","s","t","u","v","w","x","y","z",
     "A","B","C","D","E","F","G","H","I","J","K","L","M","N","O","P","Q","R","S","T","U","V","W","X","Y","Z",
     "0","1","2","3","4","5","6","7","8","9"] #根据要求定义列表元素范围，无要求时也可定义字符串更方便
 
for i in range(10):   #循环10遍，生成10组密码
    for i in range(8):
        print (random.choice(s),end="")  #random.choice(seq)实现从序列或集合seq中随机选取一个元素
    print("n")   #每输出一组后，换行输出下一组

结果

lcr4ld2M

OpWGJZDT

GwiaGaqB

15JOlPEI

MN5abIXi

qugDm2fY

H6BH2tzN

1WyViiw6

5dWOwU6a

0fb7xqmv

4. 重复元素判定。编写一个函数，接收列表作为参数，如果一个元素在列表中出现了不止一次，则返回True，但不要改变原来列表的值。同时编写调用这个函数和输出测试结果的程序。(这个得用Ctrl+C结束运行)

def Lbpd(a):    #定义函数Lbpd(a)
    a =a.split(" ")     #对参数a按照空格进行分词
    if len(a)==len(set(a)):  #利用集合的不重复性，比较列表a和集合a的长度
        return "False,这是非重复序列"       #如相同则返回非重复序列
    else:
        return "True,这是重复序列"       #如不同则返回重复序列
t = f = 0     #重复序列和非重复序列次数初始赋值

while True:     #让程序循环运行
    a =input("请输入一组序列，以空格隔开：")
    print(Lbpd(a))      #调用函数，打印函数参数为a时的返回值
    if Lbpd(a)=="True,这是重复序列":     #统计重复序列次数
        t +=1
    if Lbpd(a)=="False,这是非重复序列":     #统计非重复序列次数
        f +=1
    print("重复序列{}次，非重复序列{}次".format(t,f))       #打印输出统计结果语句

结果

请输入一组序列，以空格隔开：[10,20,10] [10,20,10]
True,这是重复序列
重复序列1次，非重复序列0次
请输入一组序列，以空格隔开：[11,12,14] [11,12,14]
True,这是重复序列
重复序列2次，非重复序列0次
请输入一组序列，以空格隔开：[11,12,13] [14,15,16]
False,这是非重复序列
重复序列2次，非重复序列1次
请输入一组序列，以空格隔开：

5. 重复元素判定续。利用集合的无重复性改编上一个程序，获得一个更快更简洁的版本。

ls = eval(input("请输入一个列表："))
if ls != list(set(ls)):
    print(True)
else:
    print(False)

结果

请输入一个列表：[10,20,10]
True
>>> 
=================== RESTART: C:/Users/lenovo/Desktop/程序运行.py ===================
请输入一个列表：[10,20,30]
False

最后

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