第二周 Day 4 —— Python元组和集合

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本文详细介绍了Python中的元组、集合和字符串的特性与操作，包括它们的定义、操作方法以及在实际编程中的应用。元组是不可变的有序序列，集合是可变的无序且唯一元素的容器，字符串是不可变的字符序列。文中还展示了如何进行元组的解包、集合的数学运算以及字符串的转义字符和编码值的使用。此外，通过实例展示了如何利用集合解决实际问题，如统计选课学生的数量和分布情况。

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第二周 Day 8 —— 元组和集合

一、元组

1.什么是元组

元组是容器（序列），将()作为容器的标志，里面多个元组用逗号隔开：(元素1,元素2,元素3,…)。

不可变的（不支持增、删、改）
有序的（支持下标操作）
元素的要求和列表一样

元组就是不可变的列表

tuple1 = (10, 20, True, '123', [10, 20], {'a': 100})
print(tuple1, type(tuple1))           # (10, 20, True, '123', [10, 20], {'a': 100}) <class 'tuple'>

2. 查

列表获取元素的方法，元组都支持。

t1 = ('周一', '周二', '周三', '周四', '周五', '周六', '周日')
print(t1[0])       # 周一
print(t1[-1])      # 周日
print(t1[2:])      # ('周三', '周四', '周五', '周六', '周日')
print(t1[:4:-1])   # ('周日', '周六')

3. 元组特有或者常用的一些操作

只有一个元素的元组：必须在唯一的那个元素后加逗号,。

t3 = (10)
print(t3, type(t3))         # 10 <class 'int'>

t3 = (10,)
print(t3, type(t3))         # (10,) <class 'tuple'>

在没有歧义的情况下，元组的小括号可以省略。（直接将多个元素用逗号隔开，也是表示一个元素）
```
t4 = 10, 20, 30, 40
print(t4, type(t4))         # (10, 20, 30, 40) <class 'tuple'>
```
可以通过让变量的个数和元组中元素的个数保持一致，来获取元组中的每个元素。（列表也可以用）
```
point = (10, 20)
x, y = point
print(x, y)   # 10 20
```
变量也可以比元组中的个数少，但是必须在其中一个变量前面加上*，取值的时候先让不带*的按顺序先取，剩下的元素以列表的形式返回给带*的变量。
```
t5 = ('小明', 18, 59, 89, 98, 78, 100)
x1, x2, *x3 = t5
print(x1, x2, x3)           # 小明 18 [59, 89, 98, 78, 100]
```

二、集合`set`

集合是容器（序列），将{}作为容器的标志，里面多个元素用逗号隔开：{元素1,元素2,元素3,…}

1. 集合的特点

可变的
无序
元素的要求：不可变的、唯一的

空集合

s1 = set()
print(type(s1), len(s1))        # <class 'set'> 0

元素不可变

s2 = {10, True, 'abc', (1, 2)}
print(s2)                            # {'abc', True, 10, (1, 2)}

s3 = {10, True, 'abc', [1, 2]}       # 报错

集合无序

print({1, 2, 3} == {1, 3, 2})        # True

元素唯一

s3 = {1, 2, 3, 1, 1, 2, 2, 5, 6, 5}
print(s3)                            # {1, 2, 3, 5, 6}

scores = [89, 89, 48, 78, 91, 78, 89]
new_scores = list(set(scores))
print(new_scores)                    # [48, 89, 91, 78]

集合自带去重功能

2. 数学集合运算：交集、并集、差集、对称差集

交集&

求两个集合的公共部分

s1 = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}
s2 = {5, 6, 7, 8, 9}
result = s1 & s2
print(result)                  # {5, 6, 7}

并集|

合并两个集合

s1 = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}
s2 = {5, 6, 7, 8, 9}
result = s1 | s2
print(result)                  # {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}

差集-

集合1-集合2 -> 集合1中除了包含在集合2中以外的部分

s1 = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}
s2 = {5, 6, 7, 8, 9}
result = s1 - s2
print(result)                 # {1, 2, 3, 4}
result = s2 - s1
print(result)                 # {8, 9}

对称差集^

两个集合合并然后去掉公共部分

s1 = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}
s2 = {5, 6, 7, 8, 9}
result = s1 ^ s2
print(result)                 # {1, 2, 3, 4, 8, 9}

练习：用三个集合表示三门学科的选课学生姓名(一个学生可以同时选多门课)
a. 求选课学生总共有多少人
b. 求只选了第一个学科的人的数量和对应的名字
c. 求只选了一门学科的学生的数量和对应的名字
d. 求只选了两门学科的学生的数量和对应的名字
e. 求选了三门学生的学生的数量和对应的名字

#a.
human_sum = python | java | h5
print(len(human_sum))                 # 11   
#b.
first_subject = python - java - h5
print(len(first_subject), first_subject)                  # 2 {'stu5', 'stu6'}
#c.
one_subject = (python ^ java ^ h5) - (python & java & h5)
print(len(one_subject), one_subject)  # 5 {'stu5', 'stu2', 'stu6', 'stu9', 'stu3'}
#d.
two_subjects = ((python & java) | (python & h5) | (java & h5)) - (python & java & h5)
print(len(two_subjects), two_subjects)                    # 4 {'stu4', 'stu7', 'stu1', 'stu11'}
#e.
three_subject = python & java & h5
print(len(three_subjects), three_subjects)                  # 2 {'stu10', 'stu8'}

三、字符串

1. 什么是字符串`str`

字符串是容器（序列），将''、""、''' '''、""" """作为容器的标志，在引号中的每一个符号都是字符串的元素（字符串的元素又叫字符）。

''和""没有区别

str1 = 'abc'
str2 = "abc"      # str1和str2一样

''' '''和""" """没有区别

str1 = '''abc'''
str2 = """abc"""  # str1和str2一样

注意：''和""引起来的字符串内容不能通过回车换行，''' '''和""" """引起来的字符串内容可以直接通过回车换行。

2. 字符串的特点

不可变（所有字符串相关的可变操作，全部都是会产生一个新的字符串）
有序的

字符串的元素（字符）

通过任何手段可以放入引号中的符号都可以是字符串的元素。

3. 字符

分为普通字符和转义字符两种

普通字符

除了转义字符以外的字符都是普通字符。
转义字符

在一些特定符号前加\，在字符串中表示一些具有特殊功能或者特殊意义的符号。

转义字符	意义
\n	换行
\t	水平制表符（相当于按一次tab键）
\’	表示一个单引号
\"	表示一个双引号
\\	表示一个反斜杠
\u+16位进制数的编码值	将编码值转换成对应的字符

str1 = 'abc\'123\"456\\n789'
print(str1)              # abc'123"456\n789

str2 = '\u4e00123456'
print(str2)              # 亀123456

四、字符编码

1. 字符在计算机中的存储问题

计算机只能存数字，所以为了能够保存字符，给每一个字符对应一个固定的数字。每次需要保存字符的时候直接保存字符对应的那个数字。

一个字符对应的那个固定的数字就是这个字符的编码值。

2. 编码表

记录字符和编码值之间一一对应关系的表，常见的编码表有两种：ASCII码表，Unicode编码表。

ASCII码表
- 总共有128个字符。
- 表中，数字字符在大写字母前面，大写字母在小写字母前面，大写字母和小写字母之间有其他字母。
Unicode编码表
- Unicode编码表是对ASCII码表的扩充，它记录了世界上所有的国家所有的民族所有的语言的所有符号。
- 中文的编码范围：4e00 ~ 9fa5

3. 编码值的使用

\u编码值（4位16进制）

print('\u4e01')                   # 丁
print('\u9e01')                   # 鸁

chr(编码值)

获取编码值对应的字符

# 打印汉字
for x in range(0x4e00, 0x9fa5 + 1):
    print(chr(x), end=" ")

ord(字符)

获取字符的编码值

print(ord('杨'), ord('凯'))                # 26472 20975
print(hex(ord('杨')), hex(ord('凯')))      # 0x6768 0x51ef

字符串比较大小

比较第一对不相等的字符的编码值得大小。（两个字符串同位置上的字符是一对）

print('abc' > 'ABCDEF')                   # True
print('abc' > 'acABC')                    # False
print('你好' > 'hello')                    # True

数字字符：‘0’ <= char <= ‘9’

大写字母：‘A’ <= char <= ‘Z’

小写字母：‘a’ <= char <= ‘z’

中文：’\u4e00’ <= char <= ‘\u9fa5’

pw = input('请输入密码（字母和数字组成）：')
for c in pw:
    if not ('0' <= c <= '9' or 'A' <= c <= 'Z' or 'a' <= c <= 'z'):
        print('密码不合法!')
        break
else:
    print('合法密码!')