数据容器入门

为什么学习数据容器

思考一个问题：如果我想要在程序中，记录5名学生的信息，如姓名。

如何做呢？

学习数据容器，就是为了批量存储或批量使用多份数据

Python中的数据容器：

一种可以容纳多份数据的数据类型，容纳的每一份数据称之为1个元素

每一个元素，可以是任意类型的数据，如字符串、数字、布尔等。

数据容器根据特点的不同，如：

• 是否支持重复元素
• 是否可以修改
• 是否有序，等

分为5类，分别是：

列表（list）、元组（tuple）、字符串（str）、集合（set）、字典（dict）

我们将一一学习它们

总结：

1、什么是数据容器？

一种可以存储多个元素的Python数据类型

2. Python有哪些数据容器？

list(列表)、tuple(元组)、str(字符串)、set(集合)、dict(字典)

它们各有特点，但都满足可容纳多个元素的特性。

数据容器：list(列表)

为什么需要列表

思考：有一个人的姓名(TOM)怎么在程序中存储？

答：字符串变量

思考：如果一个班级100位学生，每个人的姓名都要存储，应该如何书写程序？声明100个变量吗？

答：No，我们使用列表就可以了， 列表一次可以存储多个数据

列表（list）类型，是数据容器的一类，我们来详细学习它。

列表的定义

基本语法：

列表内的每一个数据，称之为元素

• 以 [] 作为标识
• 列表内每一个元素之间用, 逗号隔开

列表的定义方式：

案例演示：使用[]的方式定义列表

总结：

1. 列表的定义语法

[元素1, 元素2, 元素3, ......]

2. 什么是元素？

数据容器内的每一份数据，都称之为元素

3. 元素的类型有限制吗？

元素的数据类型没有任何限制，甚至元素也可以是列表，这样就定义了嵌套列表

列表的下标索引

如何从列表中取出特定位置的数据呢？

我们可以使用：下标索引

如图，列表中的每一个元素，都有其位置下标索引，从前向后的方向，从0开始，依次递增

我们只需要按照下标索引，即可取得对应位置的元素。

列表的下标（索引） - 反向

或者，可以反向索引，也就是从后向前：从-1开始，依次递减（-1、-2、-3......）

如图，从后向前，下标索引为：-1、-2、-3，依次递减。

嵌套列表的下标（索引）

如果列表是嵌套的列表，同样支持下标索引

如图，下标就有2个层级了。

总结：

1. 列表的下标索引是什么？

列表的每一个元素，都有编号称之为下标索引

从前向后的方向，编号从0开始递增

从后向前的方向，编号从-1开始递减

2. 如何通过下标索引取出对应位置的元素呢？

列表[下标]，即可取出

3. 下标索引的注意事项：

要注意下标索引的取值范围，超出范围无法取出元素，并且会报错

列表的常用操作

列表的常用操作（方法）

列表除了可以：

• 定义
• 使用下标索引获取值

以外，列表也提供了一系列功能：

• 插入元素
• 删除元素
• 清空列表
• 修改元素
• 统计元素个数

等等功能，这些功能我们都称之为：列表的方法

列表的查询功能（方法）

回忆：函数是一个封装的代码单元，可以提供特定功能。

在Python中，如果将函数定义为class（类）的成员，那么函数会称之为：方法

方法和函数功能一样， 有传入参数，有返回值，只是方法的使用格式不同：

函数的使用：

方法的使用：

关于类和方法的定义，在面向对象章节我们学习，目前我们知道如何使用方法即可。

查找某元素的下标

     功能：查找指定元素在列表的下标，如果找不到，报错ValueError

     语法：列表.index(元素)

     index就是列表对象（变量）内置的方法（函数）

列表的修改功能（方法）

修改特定位置（索引）的元素值：

     语法：列表[下标] = 值

     可以使用如上语法，直接对指定下标（正向、反向下标均可）的值进行：重新赋值（修改）

 

插入元素：

     语法：列表.insert(下标, 元素)，在指定的下标位置，插入指定的元素

追加元素：

     语法：列表.append(元素)，将指定元素，追加到列表的尾部

追加元素方式2：

     语法：列表.extend(其它数据容器)，将其它数据容器的内容取出，依次追加到列表尾部

删除元素：

     语法1： del 列表[下标]

     语法2：列表.pop(下标)

删除某元素在列表中的第一个匹配项

     语法：列表.remove(元素)

清空列表内容，语法：列表.clear()

统计某元素在列表内的数量

     语法：列表.count(元素)

列表的查询功能（方法）

统计列表内，有多少元素

     语法：len(列表)

     可以得到一个int数字，表示列表内的元素数量

列表的方法 - 总览

列表的方法 - 说明

功能方法非常多，同学们不需要硬记下来。

学习编程，不仅仅是Python语言本身，以后根据方向，会学习更多的框架技术。

除了经常用的，大多数是记忆不下来的。

我们要做的是，有一个模糊印象，知晓有这样的用法即可。

需要的时候，随时查阅资料即可。

列表的特点

经过上述对列表的学习，可以总结出列表有如下特点：

• 可以容纳多个元素（上限为2**63-1、9223372036854775807个）
• 可以容纳不同类型的元素（混装）
• 数据是有序存储的（有下标序号）
• 允许重复数据存在
• 可以修改（增加或删除元素等）
   

总结：

1. 列表的常见方法有:

2. 列表有哪些特点？

list（列表）的遍历

目标：

• 1. 掌握使用while循环，遍历列表的元素
• 2. 掌握使用for循环，遍历列表的元素

列表的遍历 - while循环

既然数据容器可以存储多个元素，那么，就会有需求从容器内依次取出元素进行操作。

将容器内的元素依次取出进行处理的行为，称之为：遍历、迭代。

如何遍历列表的元素呢？

可以使用前面学过的while循环

如何在循环中取出列表的元素呢？

使用列表[下标]的方式取出

循环条件如何控制？

定义一个变量表示下标，从0开始

循环条件为 下标值 < 列表的元素数量

列表的遍历 - for循环

除了while循环外，Python中还有另外一种循环形式：for循环。

对比while，for循环更加适合对列表等数据容器进行遍历。

语法：

每一次循环将列表中的元素取出，赋值到变量i，供操作

表示，从容器内，依次取出元素并赋值到临时变量上。

在每一次的循环中，我们可以对临时变量（元素）进行处理。

while循环和for循环的对比

while循环和for循环，都是循环语句，但细节不同：

在循环控制上：

• while循环可以自定循环条件，并自行控制
• for循环不可以自定循环条件，只可以一个个从容器内取出数据

在无限循环上：

• while循环可以通过条件控制做到无限循环
• for循环理论上不可以，因为被遍历的容器容量不是无限的

在使用场景上：

• while循环适用于任何想要循环的场景
• for循环适用于，遍历数据容器的场景或简单的固定次数循环场景

总结：

1. 什么是遍历？

将容器内的元素依次取出，并处理，称之为遍历操作

2. 如何遍历列表的元素？

可以使用while或for循环

3. for循环的语法：

4. for循环和while对比

• for循环更简单，while更灵活
• for用于从容器内依次取出元素并处理，while用以任何需要循环的场景
   

数据容器：tuple(元组)

元组的定义

为什么需要元组

思考：列表是可以修改的。

如果想要传递的信息，不被篡改，列表就不合适了。

元组同列表一样，都是可以封装多个、不同类型的元素在内。

但最大的不同点在于：

元组一旦定义完成，就不可修改

所以，当我们需要在程序内封装数据，又不希望封装的数据被篡改，那么元组就非常合适了

定义元组

元组定义：定义元组使用小括号，且使用逗号隔开各个数据，数据可以是不同的数据类型。

注意：元组只有一个数据，这个数据后面要添加逗号

元组也支持嵌套：

元组的相关操作

元组的相关操作 - 注意事项

不可以修改元组的内容，否则会直接报错

可以修改元组内的list的内容（修改元素、增加、删除、反转等）

不可以替换list为其它list或其它类型

元组的遍历

同列表一样，元组也可以被遍历。

可以使用while循环和for循环遍历它

元组的特点

经过上述对元组的学习，可以总结出列表有如下特点：

• 可以容纳多个数据
• 可以容纳不同类型的数据（混装）
• 数据是有序存储的（下标索引）
• 允许重复数据存在
• 不可以修改（增加或删除元素等）
• 支持for循环

多数特性和list一致，不同点在于不可修改的特性。

总结：

1. 元组的定义方式：

(元素, 元素, 元素, ......)

2. 元组的操作方法：

3. 元组的注意事项：

不可修改内容（可以修改内部list的内部元素）

4. 元组的特点：

• 和list基本相同（有序、任意数量元素、允许重复元素），唯一不同在于不可修改。
• 支持for循环
   

数据容器：str(字符串)

尽管字符串看起来并不像：列表、元组那样，一看就是存放了许多数据的容器。

但不可否认的是，字符串同样也是数据容器的一员。

字符串是字符的容器，一个字符串可以存放任意数量的字符。

如，字符串："itheima"

字符串的下标（索引）

和其它容器如：列表、元组一样，字符串也可以通过下标进行访问

• 从前向后，下标从0开始
• 从后向前，下标从-1开始

同元组一样，字符串是一个：无法修改的数据容器。

所以：

• 修改指定下标的字符    （如：字符串[0] = “a”）
• 移除特定下标的字符    （如：del 字符串[0]、字符串.remove()、字符串.pop()等）
• 追加字符等        （如：字符串.append()）

均无法完成。如果必须要做，只能得到一个新的字符串，旧的字符串是无法修改

字符串的常用操作

查找特定字符串的下标索引值

     语法：字符串.index(字符串)

字符串的替换

     语法：字符串.replace(字符串1，字符串2）

     功能：将字符串内的全部：字符串1，替换为字符串2

     注意：不是修改字符串本身，而是得到了一个新字符串哦

     可以看到，字符串name本身并没有发生变化

     而是得到了一个新字符串对象

字符串的分割

     语法：字符串.split(分隔符字符串）

     功能：按照指定的分隔符字符串，将字符串划分为多个字符串，并存入列表对象中

     注意：字符串本身不变，而是得到了一个列表对象

     可以看到，字符串按照给定的 <空格>进行了分割，变成多个子字符串，并存入一个列表对象中。

字符串的规整操作（去前后空格）

     语法：字符串.strip()

字符串的规整操作（去前后指定字符串）

     语法：字符串.strip(字符串)

注意，传入的是“12” 其实就是：”1”和”2”都会移除，是按照单个字符。

统计字符串中某字符串的出现次数

     语法：字符串.count(字符串)

统计字符串的长度

     语法：len(字符串)

可以看出：

数字（1、2、3...）

字母（abcd、ABCD等）

符号（空格、!、@、#、$等）

中文

均算作1个字符

所以上述代码，结果20

字符串常用操作汇总

字符串的遍历

同列表、元组一样，字符串也支持while循环和for循环进行遍历

字符串的特点

作为数据容器，字符串有如下特点：

• 只可以存储字符串
• 长度任意（取决于内存大小）
• 支持下标索引
• 允许重复字符串存在
• 不可以修改（增加或删除元素等）
• 支持for循环

基本和列表、元组相同

不同与列表和元组的在于：字符串容器可以容纳的类型是单一的，只能是字符串类型。

不同于列表，相同于元组的在于：字符串不可修改

总结：

1. 字符串为什么被称之为数据容器呢？

字符串可以看做是字符的容器，支持下标索引等特性 

2. 字符串有哪些常用操作方法？

3. 字符串有哪些特点：