python零基础6：序列数据结构

数据结构

python数据结构比较复杂

• 支持组织和存储数据
• 支持复杂的数据关系
• 优化程序性能

四类复合结构：tuple list dict set

序列类型：

• 种类：字符串、元组、列表
  – 字符串：可以操作

集合类型：set类型

• 特征：没有顺序、不可重复

映射关系：字典类型

序列数据类型：存储有序元素集合的组和数据类型

字符串定义：单引号或者双引号包含一串字符
字符串索引：[] 中括号提取；

• 范围：正向索引 [-1] [n-1]；反向索引 [-1] [-n]

字符串切片：[m n] 索引连续的一段，称作切片，提取得到m到n-1个（包含起始，不包含终止）

% 完整切片语法 str [start: end: step]
% start, end, step 分别默认为 0, n, 1
s[1:4]
s[1:4:1]
s[1:4:2]
s[:] # 提取字符串所有元素
s[::-1] #倒序提取列表所有元素

字符串修改

• 字符串元素值不可改变
• 字符串可以重新赋值
  上述涵义：

# 错误代码
greeting = 'hello world'
greeting[0] = J
# 正确代码
greeting = 'hello world'
greeting= ‘J’

字符串操作符
拼接 +
重复 *
比较操作符 （==、!=、>、<）

# 按照ASCII 值比较字符串
str1 = "apple"
str2 = "banana"
print(str1 == str2) # False
print(str1 != str2) # True
print(str1 < str2) # True
print(str1 > str2) # False

for 循环序列 & 成员操作符 in = 循环字符串元素

# %%
for letter in 'banana':
    print(letter)

字符串对象与方法

复合数据类型 功能：保存数据，提供内置于类型的函数 （python提供的内置函数）通过python手册查询或者问AI
复杂类型变量：对象
复杂类型的内置函数：方法（和普通函数区分开）

可以通过 对象名.方法名(参数) 调用特定方法

#定义字符串对象
text = "hello, python!"
# 调用对象方法
print(text.upper()) 
print(text.lower())

https://www.geeksforgeeks.org/python-string-methods/

以下是Python字符串常用方法的表格整理，可直接复制使用：

方法名	作用描述	示例
str.upper()	将字符串所有字符转为大写	"hello".upper() → "HELLO"
str.lower()	将字符串所有字符转为小写	"HELLO".lower() → "hello"
str.capitalize()	首字母大写，其余小写	"hello world".capitalize() → "Hello world"
str.title()	每个单词首字母大写	"hello world".title() → "Hello World"
str.strip()	移除字符串两端空白字符	" hello ".strip() → "hello"
str.lstrip()	移除字符串左侧空白字符	" hello ".lstrip() → "hello "
str.rstrip()	移除字符串右侧空白字符	" hello ".rstrip() → " hello"
str.replace(old, new[, count])	替换指定子串（可选替换次数）	"hello".replace("l", "L", 1) → "heLlo"
str.split(sep=None)	按分隔符分割字符串为列表	"a,b,c".split(",") → ['a', 'b', 'c']
str.join(iterable)	将可迭代对象元素用字符串连接	"-".join(['a', 'b', 'c']) → "a-b-c"
str.startswith(prefix)	检查字符串是否以指定前缀开头	"hello".startswith("he") → True
str.endswith(suffix)	检查字符串是否以指定后缀结尾	"hello".endswith("lo") → True
str.find(sub)	查找子串首次出现位置（未找到返回-1）	"hello".find("ll") → 2
str.count(sub)	统计子串出现次数	"hello".count("l") → 2
str.isalpha()	检查字符串是否只包含字母	"abc".isalpha() → True
str.isdigit()	检查字符串是否只包含数字	"123".isdigit() → True
str.isalnum()	检查字符串是否只包含字母或数字	"abc123".isalnum() → True
str.zfill(width)	用零填充字符串至指定宽度	"42".zfill(5) → "00042"
str.format()	格式化字符串	"{} {}".format("hello", "world") → "hello world"
f-string	字符串插值（Python 3.6+）	name = "Alice"; f"Hello {name}" → "Hello Alice"

注：所有方法均返回新字符串（原始字符串不可变），[ ]内为可选参数。

列表

列表定义

列表是一种序列数据结构，和字符串的区别：
以下为整理成表格格式的字符串与列表核心区别对比，可直接复制使用：

对比项	字符串 (String)	列表 (List)
元素类型	仅能包含字符	可包含任意数据类型（数字、字符串、列表等）
定义符号	单引号 ' ' 或双引号 " "	中括号 [ ]
可变性	不可变（创建后无法修改元素）	可变（可增删改元素）
示例	"Hello" 或 'Python'	[1, "a", [2, 3], True]

特点说明：

• 字符串是序列类型，但内容受限于字符且不可变；
• 列表是容器类型，支持混合数据类型且可动态修改。

# 整数列表
numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
# 字符串列表
fruits = ["apple", "banana", "cherry"]
# 混合类型列表
mixed_list = [1, "hello", 3.14, True]
# 嵌套列表
matrix = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]
# 空列表
empty_list = []

列表切片

[m:n] 提取列表中连续的一段。包含起始不包含终止元素。

>>> matrix = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]
>>> matrix[1:2]
[[4, 5, 6]]
>>> matrix[:]
[[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]

列表特点：可改变（mutable）

numbers = [1,2,3]
numbers[0] = 2
numbers
[2, 2, 3]

列表操作符

拼接、重复 in 包含元素，for + in 配合循环列表元素

cheeses = [‘Cheddar’, ‘Edam’, ‘Gouda’]
for cheese in cheeses:
print('give me some ’ + cheese)
for x in []:
print(‘This will not print’)

列表方法

以下是常见的列表操作符及其功能的表格总结，内容清晰且可复制：

---

列表操作符汇总表

操作符	符号/方法	功能描述	示例（Python）
索引	[]	访问列表指定位置元素	lst[0] 获取第一个元素
切片	[:]	截取列表子集	lst[1:3] 获取第2到3个元素
追加	.append()	在列表末尾添加元素	lst.append(4)
扩展	.extend()	合并另一个列表	lst.extend([5,6])
插入	.insert()	在指定位置插入元素	lst.insert(1, 'x')
删除	.remove()	删除第一个匹配值	lst.remove(3)
弹出	.pop()	移除并返回指定位置元素	lst.pop(0)
连接	+	拼接多个列表	lst1 + lst2
重复	*	重复列表元素	lst * 2
成员检查	in	判断元素是否在列表中	3 in lst → True/False
长度	len()	获取列表元素数量	len(lst)
排序	.sort()	原地排序（升序/降序）	lst.sort(reverse=True)
反转	.reverse()	原地反转列表顺序	lst.reverse()
计数	.count()	统计元素出现次数	lst.count(2)
查找索引	.index()	返回元素首次出现的索引	lst.index('x')
清空	.clear()	移除所有元素	lst.clear()
复制	.copy()	生成浅拷贝	new_lst = lst.copy()

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• pop() 是列表方法，通过索引删除元素并返回被删除的元素，如果不指定索引，则删除并返回列表最后一个元素。

• remove() 是列表方法，通过值删除列表中第一个匹配的元素，返回None。

• list() 等同于 str.split()

s = 'spam'
t1 = list(s)
t2 = s.split()

• str.join() 将列表中的元素连接成一个字符串

对象引用

引用是指一个变量指向内存中的某个对象。
- 变量通过引用与对象关联，而不是直接存储对象本身。
- 对不可变对象（比如字符串）的引用会指向相同对象，而对可变对象（比如列表）的引用则会指向不同对象。
– 不可变对象：数字、字符串、元组、布尔值
– 可变对象：列表、字典、集合

# %%
a = [1, 2, 3]
b = a
a is b
# True
# %%
a = [1, 2, 3]
b = [1, 2, 3]
a is b
# False

列表作为函数参数

def delete_head(t):
	del t[0]

• 在把列表作为参数传递中，一定要区分函数内修改列表元素（返回None）和创建新列表（返回新列表）这两种不同的操作。

t1 = [1,2]
t2 = t1.append(3)
# 这里是对t1做修改，所以t1 = [1,2,3] t2 = None

元组

元组定义

• 一类序列数据类型
• 元素可以是任何数据类型
• 通过圆括号（）定义，元素之间用逗号分隔 `

mix_tuple = (1,"hello",3.14,True)

** 逗号创建元组：逗号是元组的真正构造器
** 圆括号可选：圆括号主要用于提高可读性，或者在需要消除歧义时使用

t1 = 'a',
# 正确构建元组
t2 = ('a')
# 构建的是字符串

元组特点

• 元组元素不可变：元组元素无法通过赋值改变
• 不过可以基于旧元组，生成新元组在这里插入代码片

old_tuple = (1, 2, 3)
# 基于旧元组生成新元组：拼接元素
new_tuple = old_tuple + (4, 5)
print(new_tuple) # 输出：(1, 2, 3, 4, 5)

元组方法

元组一旦创建后就不能被修改。因此，元组的方法通常不会直接修改元组本身，而是会返回一个新元组或其他类型的值。
以下是Python元组（tuple）的常用方法总结，由于元组是不可变类型，其方法相对较少，主要以查询和统计为主：

元组常用方法表

方法名	描述	示例	返回值
count(x)	统计元素x的出现次数	t = (1,2,2,3); t.count(2)	2
index(x)	返回元素x首次出现的索引	t = ('a','b','c'); t.index('b')	1
index(x, start, end)	在指定范围内查找元素x	t = (1,2,3,2); t.index(2, 2)	3

补充说明

1. 元组没有append()、extend()、remove()等方法，因其不可变性
2. 可通过len()、max()、min()等内置函数操作元组
3. 支持切片操作：t = (1,2,3); t[1:] 返回 (2,3)

my_tuple = (1, 2, 3)
# 使用元组解包为多个变量赋值
a, b, c = my_tuple