Python学习笔记(四)—列表(list)、元组(tuple)

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除了上篇文章介绍的几种数据类型之外，Python还提供了几种内置的数据类型，有列表(list)、元组(tuple)、字典(dictionary)和集合(set)。

一、列表(list)和元组(tuple)

1、list(列表)

列表(list)是Python中最基本的数据结构。list是有序的集合，可以存放不同数据类型的数据，并且list中的每个元素的都对应着一个索引来标记其位置，且索引从0开始。

• list的创建
  创建一个list，只要把逗号分隔的不同的数据项使用方括号括起来即可。

  list1 = ["Python", "Android", "Java", "C++"]
  list2 = ["Git", "SVN", 2017, 2018]
  list3 = [1, 2, 3, 4, 6 ]
  

• 访问list中的元素
  使用索引来访问列表中的值，索引从0开始，索引的最大值为list的长度-1。

  >>> list1[0] # 访问list1列表中的第一个元素
  'Python'
  >>> list2[2] #访问list2列表中的第三个元素
  2017
  

  我们可以通过len()函数来查看列表的长度，如：

  >>> len(list1)
  4
  >>> len(list3)
  5
  

  访问列表中最后一个元素，则索引为(列表的长度-1)，倒数第二个的索引为(列表的长度-2)，以此类推。 还有一种访问方式是，索引从-1开始，-2，-3...如：

  >>> list3[len(list3) - 1]
  6
  >>> list1[len(list1) - 1]
  'C++'
  >>> list1[-1]
  'C++'
  

  还有一种访问方式是索引:的形式，表示访问该索引(含)之后的所有元素，例如：

  >>> list1[1:]
  ['Android', 'Java', 'C++']
  

• list增加元素

  list是一个可变的有序的，所以，可以往list中追加元素到末尾：

  >>> list1.append("JavaScript")
  >>> list1
  ['Python', 'Android', 'Java', 'C++', 'JavaScript']
  

  也可以添加元素到指定位置，比如索引为1的位置：

  >>> list1.insert(1, "ios")
  >>> list1
  ['Python', 'ios', 'Android', 'Java', 'C++', 'JavaScript']
  

• list修改元素
  list中的元素也可以进行修改，通过索引直接进行替换：

  >>> list1[1] = 'Ruby'
  >>> list1
  ['Python', 'Ruby', 'Android', 'Java', 'C++', 'JavaScript']
  

• list删除元素
  list中的元素也可以删除，删除list中最后一个元素：

  >>> list1.pop()
  'JavaScript'
  >>> list1
  ['Python', 'Ruby', 'Android', 'Java', 'C++']
  

  通过索引进行删除：

  >>> list1.pop(1)
  'Ruby'
  >>> list1
  ['Python', 'Android', 'Java', 'C++']
  

  根据内容进行删除：

  >>> list1.remove('C++')
  >>> list1
  ['Python', 'Android', 'Java']
  

  通过关键字def进行删除：

  >>> del list1[1]
  >>> list1
  ['Python', 'Java']
  

• list的嵌套
  list的嵌套，即list中的元素也是一个list：

  >>> a = [1, 2, 3]
  >>> b = ['a', 'b', 'c']
  >>> x = [a, b]
  >>> len(x)
  2
  >>> len(x[0])
  3
  >>> x[0]
  [1, 2, 3]
  >>> x[1][0]
  'a'
  

• list运算符
  list对 + 和* 的操作符与字符串相似。+ 号用于组合列表，* 号用于重复列表。

  Python表达式	结果	描述
  len([1, 2, 3])	3	list的长度
  [1, 2, 3] + [4, 5, 6]	[1, 2, 3, 4, 5, 6]	组合
  ['Hi~'] * 4	['Hi~', 'Hi~', 'Hi~', 'Hi~']	重复
  3 in [1, 2, 3]	True	元素是否存在于list中
  for x in [1, 2, 3]: print(x, end=" ")	1 2 3	遍历list中的元素

2、tuple(元组)

Python的tuple与list类似，不同之处在于tuple中的元素不能进行修改。而且tuple使用小括号，list使用方括号。

• tuple的创建
  tuple创建很简单，只需要在括号中添加元素，并使用逗号隔开即可。

  tuple1 =  ("Python", "Android", "Java", "C++")
  tuple2 =  (1, 2, 3, 4, 6 )
  

  创建空的tuple，直接写小看括号即可：

  tuple3 = ()
  

  创建只有一个元素的tuple，需要在元素后面添加逗号，否则括号会被
  当作运算符使用，我们可以通过 type()函数来查看类型：

  >>> t1 = (1)
  >>> type(t1)
  <class 'int'>   # 整数类型
  >>> t2 = (1,)
  >>> type(t2)
  <class 'tuple'>  # tuple类型
  

• tuple的修改
  tuple与list的最大区别就是tuple内的元素不允许修改：

  >>> t1[0] = 1
  Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  TypeError: 'tuple' object does not support item assignment
  

  但是我们可以对tuple进行连接组合：

  >>> t1 = (1, 2, 3)
  >>> t2 =('a', 'b', 'c')
  >>> t3 = t1 + t2
  >>> t3
  (1, 2, 3, 'a', 'b', 'c')
  

  tuple中的元素为可变的数据类型，从而使tuple“可变”：

  >>> t = (1, 2, ['a', 'b'])
  >>> l = ['a', 'b']
  >>> t = (1, 2, l)
  >>> t
  (1, 2, ['a', 'b'])
  >>> l[0] = 'python' # 修改tuple中列表l的值
  >>> t
  (1, 2, ['python', 'b'])
  

• tuple的删除
  既然tuple是不可修改的，那么tuple中的元素也是不可删除的，但是我们可以通过del关键字将tuple直接删除掉：

  >>> t = (1, 2, 3)
  >>> t
  (1, 2, 3)
  >>> del t
  >>> t
  Traceback (most recent call last):
    File "<stdin>", line 1, in <module>
  NameError: name 't' is not defined
  

• tuple的索引操作和运算符
  tuple的索引操作和运算符与list完全一样。
  补充：tuple(list)函数：将list转换为tuple，list(tuple)函数：将tuple转换为list：

  # list转tuple:
  >>> l = [1, 2, 3]
  >>> tuple(l)
  (1, 2, 3)
  # tuple转list:
  >>> t = ('a', 'b', 'c')
  >>> list(t)
  ['a', 'b', 'c']
  

二、字典(dictionary)和集合(set)

1、dict(字典)

字典是另一种可变的容器模型，且可存储任意类型对象。字典的每个键值(key:value)对用冒号(:)分割，每个对之间用逗号(,)分割，整个字典包括在花括号{}中 ,格式如下所示：

格式：d = {key1 : value1, key2 : value2 }
例子：d = {1:"a",  2:"b", 3:"c"}

• 字典的特点
  1、键必须是唯一的，不会重复，但值则不必。
  2、值可以取任何数据类型，如字符串，数字或元组，但不能为列表，但键必须是不可变的。

• 访问字典的元素
  通过字典的key进行取值：

  >>> d = {"id": 2, "name":"Tom", "age": 18}
  >>> d["name"]
  'Tom'
  

  如果key不存在就会报错，我们在访问之前进行判断是否存在这个key：

  >>> 'id' in d
  True
  >>> 'sex' in d
  False
  

  通过dict提供的get方法，如果key不存在，可以返回None，或者自己指定的value：

  >>> d.get('sex')
  >>> d.get('sex', -1)
  -1
  

  ps：返回None的时候Python的交互式命令行不显示结果。

  >>> d.items()    # 打印所有键值对数据
  dict_items([('id', 2), ('name', 'Tom'), ('age', 20)])
  >>> d.keys()  #打印dict的所有key
  dict_keys(['id', 'name', 'age'])
  

• 修改字典的元素
  通过键取值，然后进行赋值：

  >>> d["age"] = 20
  >>> d
  {'id': 2, 'name': 'Tom', 'age': 20} 
  

• 删除字典的元素
  可以删除字典的key和整个字典：

  del dict['Name'] # 删除键 'Name'
  dict.clear()     # 删除字典
  del dict         # 删除字典
  

• dict和list的比较
  dict的查找和插入的速度极快，不会随着key的增加而变慢。但是需要占用大量的内存，内存浪费多。相反，list查找和插入的时间随着元素的增加而增加。但是占用空间小，浪费内存很少。

2、set(集合)

set()函数是创建一个无序不重复元素集，可添加，删除数据，还可以计算交集、差集、并集等。

• set的语法

  class set([iterable]) 
  参数说明： iterable -- 可迭代对象对象；
  
  >>> s = set([1, 2, 3])
  >>> s
  {1, 2, 3}
  

• set的元素操作
  添加数据，可以重复添加，但会被过滤掉：

  >>> s.add(4)
  >>> s
  {1, 2, 3, 4}
  

  删除数据：

  >>> s.remove(2)
  >>> s
  {1, 3, 4}
  

  set的交集、差集、并集操作：

  >>> s1 = set([1, 2, 3])
  >>> s2 = set([2, 3, 4])
  >>> s1 & s2  # 交集
  {2, 3}
  >>> s1 | s2  # 并集
  {1, 2, 3, 4}
  >>> s1 - s2  # 差集
  {1}
  

• set的特点
  set和dict的唯一区别仅在于没有存储对应的value，但是，set的原理和dict一样，所以，同样不可以放入可变对象，因为无法判断两个可变对象是否相等，也就无法保证set内部“不会有重复元素”。