第2章：Python核心数据结构

Python中的数据结构提供了强大的工具来存储和操作数据。理解这些数据结构是Python编程的基础。

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2.1 列表（List）

2.1.1 什么是列表

列表是一种有序的可变序列，用于存储一组数据。它支持多种类型的数据混合存储。

# 创建一个列表
my_list = [1, 2, 3, 4, 5]
print(my_list)  # 输出: [1, 2, 3, 4, 5]

2.1.2 列表常用操作

操作	语法	示例
访问元素	list[index]	my_list[0] -> 1
添加元素	list.append(value)	my_list.append(6)
插入元素	list.insert(index, value)	my_list.insert(2, 99)
删除元素	list.remove(value)	my_list.remove(3)
获取长度	len(list)	len(my_list) -> 5
切片操作	list[start:end:step]	my_list[1:4] -> [2, 3, 4]
排序	list.sort()	my_list.sort()

2.1.3 示例代码

# 创建和操作列表
my_list = [10, 20, 30, 40]
my_list.append(50)  # 添加元素
my_list.remove(20)  # 删除元素
print(my_list)      # 输出: [10, 30, 40, 50]

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2.2 元组（Tuple）

2.2.1 什么是元组

元组是不可变的有序序列，一旦创建就不能修改。

# 创建一个元组
my_tuple = (1, 2, 3)
print(my_tuple)  # 输出: (1, 2, 3)

2.2.2 元组的特点

• 不可变性：元素不可更改，但可以包含可变对象。
• 支持索引和切片。

2.2.3 示例代码

# 元组的访问和切片
my_tuple = (10, 20, 30, 40)
print(my_tuple[1])       # 输出: 20
print(my_tuple[1:3])     # 输出: (20, 30)

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2.3 集合（Set）

2.3.1 什么是集合

集合是一个无序且不重复的元素集合，适合去重和集合运算。

# 创建一个集合
my_set = {1, 2, 3, 3, 4}
print(my_set)  # 输出: {1, 2, 3, 4}

2.3.2 常用操作

操作	语法	示例
添加元素	set.add(value)	my_set.add(5)
删除元素	set.remove(value)	my_set.remove(3)
并集	`set1	set2`
交集	set1 & set2	{1, 2} & {2, 3} -> {2}
差集	set1 - set2	{1, 2} - {2, 3} -> {1}

2.3.3 示例代码

# 集合运算
set1 = {1, 2, 3}
set2 = {3, 4, 5}
print(set1 | set2)  # 并集: {1, 2, 3, 4, 5}
print(set1 & set2)  # 交集: {3}
print(set1 - set2)  # 差集: {1, 2}

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2.4 字典（Dictionary）

2.4.1 什么是字典

字典是键值对的无序集合，每个键是唯一的。

# 创建一个字典
my_dict = {"name": "Alice", "age": 25}
print(my_dict)  # 输出: {'name': 'Alice', 'age': 25}

2.4.2 字典常用操作

操作	语法	示例
访问值	dict[key]	my_dict["name"] -> Alice
添加键值对	dict[key] = value	my_dict["city"] = "NY"
删除键值对	del dict[key]	del my_dict["age"]
获取所有键	dict.keys()	my_dict.keys()
获取所有值	dict.values()	my_dict.values()

2.4.3 示例代码

# 字典操作
my_dict = {"name": "Alice", "age": 25}
my_dict["city"] = "New York"  # 添加新键值对
print(my_dict["name"])        # 输出: Alice
del my_dict["age"]            # 删除键值对
print(my_dict)                # 输出: {'name': 'Alice', 'city': 'New York'}

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2.5 字符串处理

2.5.1 字符串基础

字符串是不可变的字符序列。

# 创建字符串
my_string = "Hello, Python!"
print(my_string)  # 输出: Hello, Python!

2.5.2 常用操作

操作	语法	示例
拼接字符串	str1 + str2	"Hello, " + "Python!" -> “Hello, Python!”
替换	str.replace(old, new)	"Python".replace("P", "J") -> “Jython”
分割	str.split(separator)	"a,b,c".split(",") -> [‘a’, ‘b’, ‘c’]
转换大小写	str.upper(), str.lower()	"abc".upper() -> “ABC”

2.5.3 示例代码

# 字符串操作
text = "Python is fun!"
print(text.upper())          # 输出: PYTHON IS FUN!
print(text.replace("fun", "awesome"))  # 输出: Python is awesome!

总结

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