序列（sequence）

序列是Python中最基本的一种数据结构
数据结构指计算机中数据存储的方式
序列用于保存一组有序的数据，所有的数据在序列当中都有一个唯一的位置（索引）
并且序列中的数据会按照添加的顺序来分配索引

序列的分类：

• 可变序列（序列中的元素可以改变）：
  • 列表（list）
• 不可变序列（序列中的元素不能改变）：
  • 字符串（str）
  • 元组（tuple）

一、列表（list）

列表是Python中的一个对象
对象（object）就是内存中专门用来存储数据的一块区域
之前我们学习的对象，像数值，它只能保存一个单一的数据
列表中可以保存多个有序的数据
列表是用来存储对象的对象
列表的使用：

1. 列表的创建

my_list = []# 创建了一个空列表

列表存储的数据，我们称为元素
一个列表中可以存储多个元素，也可以在创建列表时，来指定列表中的元素

my_list = [10]创建一个只包含一个元素的列表

当向列表中添加多个元素时，多个元素之间使用,隔开

my_list = [10,20,30,40,50] 创建了一个保护有5个元素的列表
print(my_list[::-3])
列表中可以保存任意的对象
my_list = [10,'hello',True,None,[1,2,3],print]

2. 操作列表中的数据

列表中的对象都会按照插入的顺序存储到列表中，
第一个插入的对象保存到第一个位置，第二个保存到第二个位置
我们可以通过索引（index）来获取列表中的元素
索引是元素在列表中的位置，列表中的每一个元素都有一个索引
索引是从0开始的整数，列表第一个位置索引为0，第二个位置索引为1，第三个位置索引为2，以此类推

2.1 通过索引获取列表中的元素

语法：my_list[索引] my_list[0]
如果使用的索引超过了最大的范围，会抛出异常IndexError: list index out of range

2.2 获取列表的长度，列表中元素的个数

len(my_list)
len()函数，通过该函数可以获取列表的长度
获取到的长度的值，是列表的最大索引 + 1

2.3 切片

切片指从现有列表中，获取一个子列表
创建一个列表，一般创建列表时，变量的名字会使用复数
stus = ['孙悟空','猪八戒','沙和尚','唐僧','蜘蛛精','白骨精']
列表的索引可以是负数
如果索引是负数，则从后向前获取元素，-1表示倒数第一个，-2表示倒数第二个 以此类推
stus[-2]

2.3.1 通过切片来获取指定的元素

语法：列表[起始:结束]

• 通过切片获取元素时，会包括起始位置的元素，不会包括结束位置的元素
• 做切片操作时，总会返回一个新的列表，不会影响原来的列表
• 起始和结束位置的索引都可以省略不写
• 如果省略结束位置，则会一直截取到最后
• 如果省略起始位置，则会从第一个元素开始截取
• 如果起始位置和结束位置全部省略，则相当于创建了一个列表的副本

print(stus[1:])
print(stus[:3])
print(stus[:])
print(stus)

语法：列表[起始:结束:步长]

• 步长表示，每次获取元素的间隔，默认值是1print(stus[0:5:3])
  

  切片输出样例.png

• 步长不能是0，但是可以是负数 print(stus[::0]) ValueError: slice step cannot be zero

• 如果是负数，则会从列表的后部向前边取元素print(stus[::-1])

3. 序列通用操作

• +可以将两个列表拼接为一个列表
  my_list = [1,2,3] + [4,5,6]

• * 可以将列表重复指定的次数
  my_list = [1,2,3] * 5

• in 和 not in

  • in用来检查指定元素是否存在于列表中
  • 如果存在，返回True，否则返回False

• not in用来检查指定元素是否不在列表中

  • 如果不在，返回True，否则返回False

• len()获取列表中的元素的个数

• min() 获取列表中的最小值

• max() 获取列表中的最大值

• 两个方法（method），方法和函数基本上是一样，只不过方法必须通过 对象.方法() 的形式调用
  xxx.print()方法实际上就是和对象关系紧密的函数

  • s.index() 获取指定元素在列表中的第一次出现时索引
  • index()的第二个参数，表示查找的起始位置 ， 第三个参数，表示查找的结束位置
  • 如果要获取列表中没有的元素，会抛出异常print(stus.index('牛魔王')) ValueError: '牛魔王' is not in list
  • s.count() 统计指定元素在列表中出现的次数print(stus.count('牛魔王'))

stus = ['孙悟空','猪八戒','沙和尚','唐僧','蜘蛛精','白骨精','沙和尚','沙和尚']
print('牛魔王' not in stus)
print('牛魔王' in stus)
arr = [10,1,2,5,100,77]
print(min(arr) , max(arr))
print(stus.index('沙和尚'))
print(stus.index('沙和尚',3,7))
print(stus.count('牛魔王'))

序列通用操作样例.png

4 修改列表中的元素

• 直接通过索引来修改元素
  stus[0] = 'sunwukong'

• 通过del来删除元素
  del stus[2] 删除索引为2的元素

• 通过切片来修改列表

  • 在给切片进行赋值时，只能使用序列
    stus[0:2] = ['牛魔王','红孩儿']使用新的元素替换旧元素
    stus[0:2] = ['牛魔王','红孩儿','二郎神']
stus[0:0] = ['牛魔王'] 向索引为0的位置插入元素
  • 当设置了步长时，序列中元素的个数必须和切片中元素的个数一致
    stus[::2] = ['牛魔王','红孩儿','二郎神']

• 通过切片来删除元素
  del stus[0:2]
del stus[::2]
stus[1:3] = []

以上操作，只适用于可变序列

s = 'hello'
s[1] = 'a' 不可变序列，无法通过索引来修改
可以通过 list()函数将其他的序列转换为list
s = list(s)

stus = ['孙悟空','猪八戒','沙和尚','唐僧','蜘蛛精','白骨精']
print("修改前：",stus)
stus[0] = 'sunwukong'
print('修改后：',stus)
del stus[2]
print('修改后：',stus)
stus = ['孙悟空','猪八戒','沙和尚','唐僧','蜘蛛精','白骨精']
stus[0:2] = ['牛魔王','红孩儿']
print('修改后：',stus)
stus[0:2] = ['牛魔王','红孩儿','二郎神']
print('修改后：',stus)
stus[0:0] = ['牛魔王']
print('修改后：',stus)
stus = ['孙悟空','猪八戒','沙和尚','唐僧','蜘蛛精','白骨精']
stus[::2] = ['牛魔王','红孩儿','二郎神']
print('修改后：',stus)
s = 'hello'
s = list(s)
print(s)

修改元素样例.png

5. 列表的方法

列表的方法

• append()
  向列表的最后添加一个元素
  stus.append('唐僧')

• insert()
  向列表的指定位置插入一个元素

  • 参数：
    1.要插入的位置
    2.要插入的元素
    stus.insert(2,'唐僧')

• extend()
  使用新的序列来扩展当前序列
  需要一个序列作为参数，它会将该序列中的元素添加到当前列表中
  stus.extend(['唐僧','白骨精'])等价于stus += ['唐僧','白骨精']

• clear()
  清空序列stus.clear()

• pop()
  根据索引删除并返回被删除的元素
  result = stus.pop(2) 删除索引为2的元素
  result = stus.pop() 删除最后一个

• remove()
  删除指定值得元素，如果相同值得元素有多个，只会删除第一个
  stus.remove('猪八戒')

• reverse()
  用来反转列表
  stus.reverse()

• sort()
  用来对列表中的元素进行排序，默认是升序排列
  如果需要降序排列，则需要传递一个reverse=True作为参数

my_list = list('asnbdnbasdabd')
my_list = [10,1,20,3,4,5,0,-2]
my_list.sort(reverse=True)

6 遍历列表

指的就是将列表中的所有元素取出来

• 通过while循环来遍历列表

i = 0
while i < len(stus):
    print(stus[i])
    i += 1

• 通过for循环来遍历列表
  语法：

for 变量 in 序列 :
    代码块

for循环的代码块会执行多次，序列中有几个元素就会执行几次
没执行一次就会将序列中的一个元素赋值给变量，
所以我们可以通过变量，来获取列表中的元素

for s in stus :
    print(s)

7. range()函数

• 用来生成一个自然数的序列

r = range(5) # 生成一个这样的序列[0,1,2,3,4]
r = range(0,10,2)
r = range(10,0,-1)

• 该函数需要三个参数

  • 1.起始位置（可以省略，默认是0）
  • 2.结束位置
  • 3.步长（可以省略，默认是1）

• 通过range()可以创建一个执行指定次数的for循环

for()循环除了创建方式以外，其余的都和while一样，
包括else、包括break continue都可以在for循环中使用
并且for循环使用也更加简单

for i in range(0,30,2):
    print(i)

二、元组 tuple

元组是一个不可变的序列
它的操作的方式基本上和列表是一致的
所以你在操作元组时，就把元组当成是一个不可变的列表就ok了
一般当我们希望数据不改变时，就使用元组，其余情况都使用列表

1.创建元组

• 使用()来创建元组
  my_tuple = () 创建了一个空元组
  print(my_tuple,type(my_tuple)) # <class 'tuple'>
my_tuple = (1,2,3,4,5) 创建了一个5个元素的元组

• 元组是不可变对象，不能尝试为元组中的元素重新赋值
  my_tuple[3] = 10 TypeError: 'tuple' object does not support item assignment

• 当元组不是空元组时，括号可以省略

• 如果元组不是空元组，它里边至少要有一个,
  my_tuple = 10,20,30,40
my_tuple = 40此时便是一个整形

• 元组的解包（解构）
  解包指就是将元组当中每一个元素都赋值给一个变量

my_tuple = 10 , 20 , 30 , 40
a,b,c,d = my_tuple
print("a =",a)
print("b =",b)
print("c =",c)
print("d =",d)

交互a 和 b的值，这时我们就可以利用元组的解包

a , b = b , a

print(a , b)

my_tuple = 10 , 20 , 30 , 40

在对一个元组进行解包时，变量的数量必须和元组中的元素的数量一致
也可以在变量前边添加一个*，这样变量将会获取元组中所有剩余的元素

a , b , *c = my_tuple
a , *b , c = my_tuple
*a , b , c = my_tuple
a , b , *c = [1,2,3,4,5,6,7]
a , b , *c = 'hello world'

• 不能同时出现两个或以上的*变量
  *a , *b , c = my_tuple SyntaxError: two starred expressions in assignment

三、可变对象

• 每个对象中都保存了三个数据：
  id（标识）
  type（类型）
  value（值）

  • 列表就是一个可变对象
    a = [1,2,3]

  • a[0] = 10 （改对象）

    • 这个操作是在通过变量去修改对象的值
    • 这种操作不会改变变量所指向的对象
    • 当我们去修改对象时，如果有其他变量也指向了该对象，则修改也会在其他的变量中体现

  • a = [4,5,6] （改变量）

    • 这个操作是在给变量重新赋值
    • 这种操作会改变变量所指向的对象
    • 为一个变量重新赋值时，不会影响其他的变量

  • 一般只有在为变量赋值时才是修改变量，其余的都是修改对象

四、字典（dict）

• 字典
  • 字典属于一种新的数据结构，称为映射（mapping）
  • 字典的作用和列表类似，都是用来存储对象的容器
  • 列表存储数据的性能很好，但是查询数据的性能的很差
  • 在字典中每一个元素都有一个唯一的名字，通过这个唯一的名字可以快速的查找到指定的元素
  • 在查询元素时，字典的效率是非常快的
  • 在字典中可以保存多个对象，每个对象都会有一个唯一的名字
    这个唯一的名字，我们称其为键（key），通过key可以快速的查询value
    这个对象，我们称其为值（value）
    所以字典，我们也称为叫做键值对（key-value）结构
    每个字典中都可以有多个键值对，而每一个键值对我们称其为一项（item）

五、集合（set）

• 集合和列表非常相似
  • 不同点：
    1.集合中只能存储不可变对象
    2.集合中存储的对象是无序（不是按照元素的插入顺序保存）
    3.集合中不能出现重复的元素