Python常用数据结构和公共方法技巧总结

1. 列表

1.1 列表的定义

• List（列表） 是Python 中使用最频繁的数据类型，在其他语言中通常叫做数组
• 专门用于存储一串 信息
• 列表用[] 定义，数据之间使用, 分隔
• 列表的索引从0 开始
  • 索引就是数据在列表中的位置编号，索引又可以被称为下标

注意：从列表中取值时，如果超出索引范围，程序会报错

name_list = ["zhangsan", "lisi", "wangwu"]

1.2 列表常用操作

• 在ipython3 中定义一个列表，例如：name_list = []
• 输入name_list. 按下TAB 键，ipython 会提示列表能够使用的方法如下：

In [1]: name_list.
name_list.append name_list.count name_list.insert name_list.reverse
name_list.clear name_list.extend name_list.pop name_list.sort
name_list.copy name_list.index name_list.remove

del 关键字（科普）：

• 使用del 关键字(delete) 同样可以删除列表中元素
• del 关键字本质上是用来将一个变量从内存中删除的
• 如果使用del 关键字将变量从内存中删除，后续的代码就不能再使用这个变量了

del name_list[1]

在日常开发中，要从列表删除数据，建议使用列表提供的方法

关键字、函数和方法（科普）：

关键字是 Python 内置的、具有特殊意义的标识符

关键字后面不需要使用括号

函数封装了独立功能，可以直接调用

函数名(参数)

函数需要死记硬背

• 方法和函数类似，同样是封装了独立的功能
• 方法需要通过对象来调用，表示针对这个对象要做的操作

对象.方法名(参数)

在变量后面输入 .，然后选择针对这个变量要执行的操作，记忆起来比函数要简单很多

1.3 循环遍历

• 遍历就是从头到尾依次从列表中获取数据
  • 在循环体内部针对每一个元素，执行相同的操作
• 在Python 中为了提高列表的遍历效率，专门提供的迭代 iteration 遍历
• 使用for 就能够实现迭代遍历

# for 循环内部使用的变量 in 列表
for name in name_list:

循环内部针对列表元素进行操作
print(name)

1.4 应用场景

• 尽管Python 的列表中可以存储不同类型的数据
• 但是在开发中，更多的应用场景是
  • 列表存储相同类型的数据
  • 通过迭代遍历，在循环体内部，针对列表中的每一项元素，执行相同的操作

2. 元组

2.1 元组的定义

• Tuple（元组）与列表类似，不同之处在于元组的元素不能修改
  • 元组表示多个元素组成的序列
  • 元组在Python 开发中，有特定的应用场景
• 用于存储一串 信息，数据之间使用, 分隔
• 元组用() 定义
• 元组的索引从0 开始
  • 索引就是数据在元组中的位置编号

info_tuple = ("zhangsan", 18, 1.75)

创建空元组：

info_tuple = ()

元组中只包含一个元素时，需要在元素后面添加逗号：

info_tuple = (50, )

2.2 元组常用操作

• 在ipython3 中定义一个元组，例如：info = ()
• 输入info. 按下TAB 键，ipython 会提示元组能够使用的函数如下：

info.count info.index

有关元组的常用操作可以参照上图练习

2.3 循环遍历

• 取值就是从元组中获取存储在指定位置的数据
• 遍历就是从头到尾依次从元组中获取数据

# for 循环内部使用的变量 in 元组
for item in info:

循环内部针对元组元素进行操作
print(item)

• 在Python 中，可以使用for 循环遍历所有非数字型类型的变量：列表、元组、字典以及字符串
• 提示：在实际开发中，除非能够确认元组中的数据类型，否则针对元组的循环遍历需求并不是很多

2.4 应用场景

• 尽管可以使用for in 遍历元组
• 但是在开发中，更多的应用场景是：
  • 函数的 参数 和 返回值，一个函数可以接收任意多个参数，或者一次返回多个数据
• 有关函数的参数 和 返回值，在后续函数高级给大家介绍
  • 格式字符串，格式化字符串后面的() 本质上就是一个元组
  • 让列表不可以被修改，以保护数据安全

info = ("zhangsan", 18)
print("%s 的年龄是 %d" % info)

元组和列表之间的转换：

• 使用list 函数可以把元组转换成列表

list(元组)

• 使用tuple 函数可以把列表转换成元组

tuple(列表)

3. 字典

3.1 字典的定义

• dictionary（字典） 是除列表以外Python 之中最灵活的数据类型
• 字典同样可以用来存储多个数据
  • 通常用于存储描述一个物体的相关信息
• 和列表的区别
  • 列表是有序的对象集合
  • 字典是无序的对象集合
• 字典用{} 定义
• 字典使用键值对存储数据，键值对之间使用, 分隔
  • 键key 是索引
  • 值value 是数据
  • 键和值之间使用: 分隔
  • 键必须是唯一的
  • 值可以取任何数据类型，但键只能使用字符串、数字或元组

xiaoming = {"name": "小明",
"age": 18,
"gender": True,
"height": 1.75}

3.2 字典常用操作

• 在ipython3 中定义一个字典，例如：xiaoming = {}
• 输入xiaoming. 按下TAB 键，ipython 会提示字典能够使用的函数如下：

In [1]: xiaoming.
xiaoming.clear xiaoming.items xiaoming.setdefault
xiaoming.copy xiaoming.keys xiaoming.update
xiaoming.fromkeys xiaoming.pop xiaoming.values
xiaoming.get xiaoming.popitem

有关字典的常用操作可以参照上图练习

3.3 循环遍历

• 遍历就是依次从字典中获取所有键值对

# for 循环内部使用的 `key 的变量` in 字典
for k in xiaoming:

print("%s: %s" % (k, xiaoming[k]))

提示：在实际开发中，由于字典中每一个键值对保存数据的类型是不同的，所以针对字典的循环遍历需求并不是很多

3.4 应用场景

• 尽管可以使用for in 遍历字典
• 但是在开发中，更多的应用场景是：
  • 使用多个键值对，存储描述一个物体的相关信息—— 描述更复杂的数据信息
  • 将多个字典放在一个列表中，再进行遍历，在循环体内部针对每一个字典进行相同的处理

card_list = [{"name": "张三",
"qq": "12345",
"phone": "110"},
{"name": "李四",
"qq": "54321",
"phone": "10086"}
]

4. 字符串

4.1 字符串的定义

• 字符串就是一串字符，是编程语言中表示文本的数据类型
• 在 Python 中可以使用一对双引号" 或者一对单引号' 定义一个字符串
  • 虽然可以使用\" 或者\' 做字符串的转义，但是在实际开发中：
• 如果字符串内部需要使用"，可以使用' 定义字符串
• 如果字符串内部需要使用'，可以使用" 定义字符串

• 可以使用索引获取一个字符串中指定位置的字符，索引计数从0开始
• 也可以使用for循环遍历字符串中每一个字符

大多数编程语言都是用 " 来定义字符串

string = "Hello Python"

for c in string:
print(c)

4.2 字符串的常用操作

• 在ipython3 中定义一个字符串，例如：hello_str = ""
• 输入hello_str. 按下TAB 键，ipython 会提示字符串能够使用的方法如下：

In [1]: hello_str.
hello_str.capitalize hello_str.isidentifier hello_str.rindex
hello_str.casefold hello_str.islower hello_str.rjust
hello_str.center hello_str.isnumeric hello_str.rpartition
hello_str.count hello_str.isprintable hello_str.rsplit
hello_str.encode hello_str.isspace hello_str.rstrip
hello_str.endswith hello_str.istitle hello_str.split
hello_str.expandtabs hello_str.isupper hello_str.splitlines
hello_str.find hello_str.join hello_str.startswith
hello_str.format hello_str.ljust hello_str.strip
hello_str.format_map hello_str.lower hello_str.swapcase
hello_str.index hello_str.lstrip hello_str.title
hello_str.isalnum hello_str.maketrans hello_str.translate
hello_str.isalpha hello_str.partition hello_str.upper
hello_str.isdecimal hello_str.replace hello_str.zfill
hello_str.isdigit hello_str.rfind

提示：正是因为 python 内置提供的方法足够多，才使得在开发时，能够针对字符串进行更加灵活的操作！应对更多的开发需求！

1) 判断类型

2) 查找和替换

3) 大小写转换

4) 文本对齐

5) 去除空白字符

6) 拆分和连接

4.3 字符串的切片

• 切片方法适用于字符串、列表、元组
  • 切片使用索引值来限定范围，从一个大的字符串中切出小的字符串
  • 列表和元组都是有序的集合，都能够通过索引值获取到对应的数据
  • 字典是一个无序的集合，是使用键值对保存数据

字符串[开始索引:结束索引:步长]

注意：

• 指定的区间属于左闭右开型[开始索引, 结束索引) =>开始索引 >= 范围 < 结束索引
  • 从起始 位开始，到 结束位的前一位结束（不包含结束位本身)
• 从头开始，开始索引数字可以省略，冒号不能省略
• 到末尾结束，结束索引数字可以省略，冒号不能省略
• 步长默认为1，如果连续切片，数字和冒号都可以省略

索引的顺序和倒序：

• 在 Python 中不仅支持顺序索引，同时还支持倒序索引
• 所谓倒序索引就是从右向左计算索引
  • 最右边的索引值是-1，依次递减

演练需求：

• 截取从 2 ~ 5 位置 的字符串
• 截取从 2 ~末尾 的字符串
• 截取从开始 ~ 5 位置 的字符串
• 截取完整的字符串
• 从开始位置，每隔一个字符截取字符串
• 从索引 1 开始，每隔一个取一个
• 截取从 2 ~末尾 - 1 的字符串
• 截取字符串末尾两个字符
• 字符串的逆序（面试题）

答案：

num_str = "0123456789"

# 1. 截取从 2 ~ 5 位置 的字符串
print(num_str[2:6])

# 2. 截取从 2 ~ `末尾` 的字符串
print(num_str[2:])

# 3. 截取从 `开始` ~ 5 位置 的字符串
print(num_str[:6])

# 4. 截取完整的字符串
print(num_str[:])

# 5. 从开始位置，每隔一个字符截取字符串
print(num_str[::2])

# 6. 从索引 1 开始，每隔一个取一个
print(num_str[1::2])

# 倒序切片
# -1 表示倒数第一个字符
print(num_str[-1])

# 7. 截取从 2 ~ `末尾 - 1` 的字符串
print(num_str[2:-1])

# 8. 截取字符串末尾两个字符
print(num_str[-2:])

# 9. 字符串的逆序（面试题）
print(num_str[::-1])

4.4 字符串的格式化输出

方法一：使用占位符

字符串格式化输出 是按照一种既定格式给字符串填空的方式，以便我们更加方便地写入字符串。

例如：

def print_intro(name, age, city):
intro = '我叫%s，今年 %d 岁，来自%s。' % (name, age, city)
print(intro)
print_intro('小贝', 18, '南京')
# 输出：我叫小贝，今年 18 岁，来自南京。

字符串格式化输出的语法规则：

% 运算符左边是要格式化的字符串，右边是一个元组。如果只有一个占位符，可以将元组里的元素拿出来，如：‘我叫%s’ % ‘小贝’。我们通过 %s、%d 这样的占位符在字符串中“占位”，Python 会将 % 右边的内容会按顺序替换掉对应的占位符，一一填空。每个占位符都有特定的含义，我们来看一下常见的占位符：

提示：如果你不太确定应该用什么占位符，%s 是万能的，它会把任何数据类型转换为字符串。

方法二：format()

例如：

'我叫{}，今年 {} 岁，来自{}'.format('小贝', 18, '南京')
# 我叫小贝，今年 18 岁，来自南京

从上面的例子可以看到，format() 方法使用 {} 作为占位符，然后按照参数顺序替换对应的占位符。

我们还可以给占位符编号：

'我叫{0}，今年 {1} 岁，来自{2}'.format('小贝', 18, '南京')
# 我叫小贝，今年 18 岁，来自南京

# 调整编号顺序
'我叫{2}，今年 {1} 岁，来自{0}'.format('南京', 18, '小贝')
# 我叫小贝，今年 18 岁，来自南京

# 重复编号
'我叫{0}，{0}今年 {1} 岁，来自{2}'.format('小贝', 18, '南京')
# 我叫小贝，小贝今年 18 岁，来自南京

我们还可以给占位符命名：

'我叫{name}，今年 {age} 岁，来自{city}'.format(name = '小贝', age = 18, city = '南京')
# 我叫小贝，今年 18 岁，来自南京

# 命名后参数顺序不再重要
'我叫{name}，今年 {age} 岁，来自{city}'.format(age = 18, city = '南京', name = '小贝')
# 我叫小贝，今年 18 岁，来自南京

5. 公共方法

5.1 Python 内置函数

Python 包含了以下内置函数：

注意：字符串比较符合以下规则： “0” < “A” < “a”

5.2 切片

| 描述 | Python 表达式 | 结果 | 支持的数据类型 |
| :—: | — | — | — | — |
| 切片 | “0123456789”[::-2] | “97531” | 字符串、列表、元组 |

• 切片使用索引值来限定范围，从一个大的字符串中切出小的字符串
• 列表和元组都是有序的集合，都能够通过索引值获取到对应的数据
• 字典是一个无序的集合，是使用键值对保存数据

5.3 运算符

注意：

• in 在对字典操作时，判断的是字典的键
• in 和not in 被称为成员运算符

成员运算符：

成员运算符用于测试序列中是否包含指定的成员

注意：在对字典操作时，判断的是字典的键

5.4 完整的 for 循环语法

在Python 中完整的for 循环 的语法如下：

for 变量 in 集合:

循环体代码
else:
没有通过 break

应用场景：

• 在迭代遍历嵌套的数据类型时，例如一个列表包含了多个字典
• 需求：要判断 某一个字典中 是否存在 指定的 值
  • 如果存在，提示并且退出循环
  • 如果不存在，在循环整体结束后，希望得到一个统一的提示

students = [
  {"name": "阿土",
   "age": 20,
   "gender": True,
   "height": 1.7,
   "weight": 75.0},
  {"name": "小美",
   "age": 19,
   "gender": False,
   "height": 1.6,
   "weight": 45.0},
]
find_name = "阿土"
for stu_dict in students:
  print(stu_dict)
  # 判断当前遍历的字典中姓名是否为find_name
  if stu_dict["name"] == find_name:
      print("找到了")
      # 如果已经找到，直接退出循环，就不需要再对后续的数据进行比较
      break
else:
  print("没有找到")
print("循环结束")

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