万能Python的秘诀：操纵数据的内置工具

清疚 2022-11-22 05:27 131阅读 0赞

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全文共**6955**字，预计学习时长**18**分钟

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Python可谓是如今最流行的编程语言，甚至孩子们也可以从它开始学习趣味编程。Python类似英语的简单语法使它成为一种通用语言，已在全世界各个领域被广泛使用。

Python的万能之处正在于其内置的数据结构，它使编码变得简单，不受数据类型限制，并可以根据需要操纵数据。

首先，让我们试着理解什么是数据结构?数据结构是能够存储、组织和管理数据的结构/容器，以便能够有效地访问和使用数据。数据结构就是收集数据类型。Python中有四种内置数据结构。它们是：

·        列表

·        字典

·        元组

·        集合

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开发人员最常用的数据结构是列表和字典。接下来，让我们详细看看每一个数据结构。

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## **列表** ##

Python列表是按顺序排列的任意类型的项的集合。一个列表可以有重复的项，因为每个项都是使用索引访问的，而且可以通过使用负索引逆向访问该列项。列表是可变的，这意味着即使在创建了项之后，也可以添加、删除或更改项。一个列表中还可以包含另一个列表。

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## 创建列表： ##

列表可以通过将元素括在\[ \]方括号中来创建，每个项之间用逗号分隔。以购物清单为例，创建列表的语法是：

#Creating a list fruits = [ Apple ,  Banana , "Orange"]print(type(fruits)) #returns typeprint(fruits) #prints the elements of the listOutput:    <class  list >    [ Apple ,  Banana ,  Orange ]

## 访问列表： ##

可以使用索引访问列表中的项。列表中的每个项都有一个与之关联的索引，具体取决于该项在列表中的位置。访问列表中的项的语法：

#Access elements in the fruits listfruits = [ Apple ,  Banana ,"Orange"]print(fruits[0]) #index 0 is the first elementprint(fruits[1])print(fruits[2])Output:    Apple    Banana    Orange

但是，索引不必总是为正。如果想逆向访问列表，也就是按照相反的顺序，可以使用负索引，如下所示：

#Access elements in the fruits list using negative indexesfruits = [ Apple , Banana , "Orange"]print(fruits[-1]) #index -1 is the last elementprint(fruits[-2])print(fruits[-3])Output:    Orange    Banana    Apple

如果必须返回列表中两个位置之间的元素，则使用切片。必须指定起始索引和结束索引来从列表中获取元素的范围。语法是List\_name\[起始：结束：步长\]。在这里，步长是增量值，默认为1。

#Accessing range of elements using slicingfruits = [ Apple ,  Banana ,"Orange"]
    fruits #all elements [ Apple ,  Guava ,  Banana ,  Kiwi ] #output
    fruits[::1] #start to end with step 1[ Apple ,  Guava ,  Banana ,  Kiwi ] #outputfruits[::2] #start to endwith step 2 basically index 0 & 2[ Apple ,  Banana ] #output
    fruits[::3] #start to end with step 2 basically index 0 & 3[ Apple ,  Kiwi ] #output
    fruits[::-1] #start to end with step 2 - reverse order[ Kiwi ,  Banana ,  Guava ,  Apple ] #output

## 向列表中添加元素： ##

可以使用append()、extend()和insert()函数向列表添加项。

#Adding elementsfruits = [ Apple ,  Banana , "Orange"]#Appendnew elementsfruits.append( Kiwi )print(fruits)
    Output:     [ Apple ,  Banana ,  Orange ,  Kiwi ]#Insertelements in to the listfruits.insert(1, Guava ) #inserts Guava as secondelement is the list since the index is specified as 1print(fruits)
    Output:     [ Apple ,  Guava ,  Banana , Orange ,  Kiwi ]

##     ##

## 从列表中删除项： ##

与添加元素类似，从列表中删除元素也非常容易，可以使用del()、remove()和pop()方法实现。要清除整个列表，可以使用clear()函数。

·        del()函数删除给定索引处的元素

·        pop()函数从列表中删除给定索引处的元素，也可以将删除的元素赋值给变量。如果未指定索引值，则删除列表中的最后一个元素。

·        remove()函数根据元素的值来删除元素。

·        clear()函数清空列表。

#Deleting elements from the listfruits = [ Apple ,  Guava ,  Banana , Orange ,  Kiwi ]
    #del() functiondel fruits[3] #delete element at index 4print(fruits)
    Output:     [ Apple ,  Guava ,  Banana ,  Kiwi ]#pop()functiondel_fruit = fruits.pop(2)print(del_fruit)print(fruits)
    Output:      Banana       [ Apple ,  Guava ,  Orange ,  Kiwi ]
    #Remove functionfruits.remove( Apple )print(fruits)
    Output:     [ Guava ,  Banana ,  Orange ,  Kiwi ]    #Clear() functionfruits.clear()print(fruits)
    Output :     [] # clears the list

##     ##

## 其他函数： ##

在处理列表时，还可以使用其他几个函数：

·        len()函数返回列表的长度。

·        index()函数查找第一次遇到的传入值的索引值。

·        count()函数查找传递给它的值的个数。

·        sorted()和sort()函数用于对列表的值进行排序。sorted()具有返回类型，而sort()修改原始列表。

#Other functions for listnum_list = [1, 2, 3, 10, 20, 10]print(len(num_list)) #find length of listprint(num_list.index(10)) #find index of element that occurs firstprint(num_list.count(10)) #find count of the elementprint(sorted(num_list)) #print sorted list but not change originalnum_list.sort(reverse=True) #sort original listprint(num_list)Output:632[1, 2, 3, 10, 10, 20][20, 10, 10, 3, 2, 1]

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## **字典** ##

字典是另一种无序的数据结构，即元素的存储顺序与它们被插入的顺序不同。这是因为索引值不能访问字典中的元素。在字典中，数据以键值对的形式存储，元素值是通过键访问的。

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## 创建字典： ##

字典由冒号分隔的\{\}大括号或使用dict()函数编写键和值被创建。

#Creating Dictionariesnew_dict = {} #empty dictionaryprint(new_dict)
    new_dict = {1:  Python , 2:  Java } #dictionary with elementsprint(new_dict)Output:    {}    {1:  Python , 2:  Java }

## 改变并增加键值对： ##

要更改字典的值，将使用键来访问键，然后相应地更改值。要添加值，只需添加另一个键-值对，如下所示：

#Changing and Adding key, value pairslang_dict = { First :  Python , Second :  Java }print(lang_dict)
    lang_dict[ Second ] =  C++  #changing elementprint(lang_dict)
    lang_dict[ Third ] =  Ruby  #adding key-value pairprint(lang_dict)Output:    { First :  Python ,  Second :  Java }    { First :  Python ,  Second :  C++ }    { First :  Python ,  Second :  C++ , Third :  Ruby }

##     ##

## 访问字典中的元素： ##

字典中的元素只能使用键访问，可以使用get()函数或只是通过键来获取值。

#Accessing Elementslang_dict = { First :  Python ,  Second :  Java }print(lang_dict[ First ]) #access elements using keysprint(lang_dict.get( Second ))Output:    Python    Java

##     ##

## 删除字典中的键值对： ##

这些是字典中用于删除元素的函数。

·        pop() -删除值并返回已删除的值

·        popitem()—获取键值对并返回键和值的元组

·        clear() -清除整个字典

#Deleting key, value pairs in a dictionarylang_dict = { First :  Python , Second :  Java ,  Third :  Ruby }a = lang_dict.pop( Third ) #pop elementprint( Value: , a)print( Dictionary: , lang_dict)
    b = lang_dict.popitem() #pop the key-value pairprint( Key, value pair: , b)print( Dictionary , lang_dict)
    lang_dict.clear() #empty dictionaryprint(lang_dict)Output:    Value: Ruby #pop element    Dictionary: { First :  Python , Second :  Java }    Key, value pair: ( Second ,  Java ) #popthe key-value pair    Dictionary { First :  Python }    {} #empty dictionary

## 其他函数： ##

这是其他一些可以与字典一起使用的函数，用于获取键值和键-值对等。

#Other functions for dictionarylang_dict = { First :  Python , Second :  Java ,  Third :  Ruby }print(lang_dict.keys()) #get keysprint(lang_dict.values()) #get valuesprint(lang_dict.items()) #get key-value pairsprint(lang_dict.get( First ))Output:    dict_keys([ First ,  Second , Third ])    dict_values([ Python ,  Java , Ruby ])    dict_items([( First ,  Python ),( Second ,  Java ), ( Third ,  Ruby )])    Python

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## **元组** ##

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元组与列表基本相同，不同的是，一旦数据进入元组，无论如何都不能更改，即元组不可变。因此，一旦生成元组，就不能添加、删除或编辑任何值。

## 创建元组： ##

使用()圆括号或tuple()函数创建元组。

#Creating Tuplesmy_tuple = (1, 2, 3) #create tupleprint(my_tuple)Output:    (1, 2, 3)

## 访问元组中的元素： ##

访问元组元素与列表类似。

#access elementsmy_tuple2 = (1, 2, 3, new ) for x in my_tuple2:     print(x) # prints all the elementsin my_tuple2print(my_tuple2)print(my_tuple2[0]) #1st elementprint(my_tuple2[:]) #all elementsprint(my_tuple2[3][1]) #this returns the 2nd character of the element atindex 3 print(my_tuple2[-1]) #last elementOutput:    1    2    3    new    (1, 2, 3,  new )    1    (1, 2, 3,  new )    e    new

## 在另一元组中追加元素： ##

要追加值，可以使用  +  操作符。

#Appending elementsmy_tuple = (1, 2, 3)my_tuple = my_tuple + (4, 5, 6) #add elementsprint(my_tuple)Output:    (1, 2, 3, 4, 5, 6)

##     ##

## 元组赋值： ##

元组打包和解包操作很有用，执行这些操作可以在一行中将另一个元组的元素赋值给当前元组。元组打包就是通过添加单个值来创建元组，元组拆包则是将元组中的值分配给变量。

#tuple packingplanets = ( Earth , Mars , Jupiter )
    #tuple unpackinga,b,c = planetsprint(a)print(b)print(c)Output:    Earth    Mars    Jupiter

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## **集合** ##

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集合是唯一的无序元素的集合。这意味着，即使数据重复一次以上，集合也只保留一次。

## 创建集合： ##

使用\{ \}花括号创建集合，并赋值。

#Creating setsnew_set = {1, 2, 3, 4, 4, 4, 5} #create setprint(new_set)Output:    {1, 2, 3, 4, 5}

## 向集合中添加元素： ##

使用add()函数赋值并添加元素。

#Adding elements to a Setnew_set = {1, 2, 3}new_set.add(4) #add element to setprint(new_set)Output:    {1, 2, 3, 4}

## 集合操作： ##

可以对一个集合执行的不同操作如下所示。

·        union()函数合并了两个集合中的数据。

·        interp()函数只查找在这两个集合中同时出现的数据。

·        difference()函数删除两个集合中同时存在的数据，并只输出在传递的集合中存在的数据。

·        symmetric\_difference()函数执行与difference()函数相同的操作，但是输出在两个集合中保留的数据。

·        clear()函数清空该集合。

#Operations on setmy_set = {1, 2, 3, 4}my_set_2 = {3, 4, 5, 6}
    print(my_set.union(my_set_2))print(my_set.interp(my_set_2))print(my_set.difference(my_set_2))print(my_set.symmetric_difference(my_set_2))
    my_set.clear()print(my_set)Output:    {1, 2, 3, 4, 5, 6}    {3, 4}    {1, 2}    {1, 2, 5, 6}    set()

Python为我们有效管理、组织和访问数据提供了多种选项，学习其基本内置数据结构是Python学习之旅非常关键的一环。

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编译组：齐欣、王沁欣

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