内置对象类型

初步了解对象

Python研究什么？
比如：要写一个点外卖的程序，这个现实问题涉及哪些要素？
如果把上述的要素描述清楚，就如同制造了三个模型，剩下的事情只需要把三个模型组合起来，就能实现“点外卖”了。
因此，Python研究的是要素，并把这些要素统一命名为“对象”，即Python认为，“世界是由对象组成的”。
涉及的概念：对象、类、内置对象类型、内置对象
对象的特征？

数字

整数（integer）

分解type(3)的使用方式

查看文档

“内置函数”的所有使用方法都在Python帮助文档中，阅读的方式有两种：
一是访问官方网站：https://docs.python.org/3/library/functions.html


二是使用内置函数help。

当阅读完文档内容，按键盘上的q键，就退回到交互模式。

浮点数（float）

为什么叫浮点数而非小数呢？

观察上面的操作，能得到什么结论？
1.int函数的作用是什么？
2.float函数的作用？
3.整数类型的对象3和浮点数类型的对象3.0是同一个数吗？
Python中，两个对象是否为“同一个”有严格的判断标准，就是看它们的内存地址是否相同。查看对象内存地址的方式是使用内置函数id。
综合上述：int和float除了表示类型和类别，还能够实现对象的类型转化。

变量

在“x = 5”中，x是变量，5是整数类型的对象，通过“ = ”把x和5建立了一种关系。

以上操作并没有规定变量x必须跟什么类型的对象建立关系，也没有规定变量x是什么类型，而是用“ = ”实现关系的建立，这种关系被称为“引用”，即变量x与对象5建立了“引用关系”。可以把“对象”想象成某个实在的物体，而变量就是一枚标签。标签不需要有什么类型之分，只要有不同的名字即可。没有给变量x规定某种对象类型，这是Python的一个重要观点：对象有类型，变量无类型。变量没有类型，不能被称为对象，所以无法独立存在。


变量命名的基本规则？

不合法的变量命名

简单的计算

字符串

字符编码

ord()：查看字符编码的十进制表示

bin():查看十进制数字对应的二进制数字

查看默认编码方式

chr():字符编码转化为字符

认识字符串（string）

字符串：在Python中就是用单引号或双引号包裹着的若干字符

出现了SyntaxError（语法错误）引导的提示，错误的类型是SyntaxError，后面是对这种错误解释：“invalid syntax”（无效的语法）。
print()函数可能语法错误的解决办法：
1.双引号和单引号的嵌套

2.使用“转义符”

第二句中的符号“\”将本来是字母n的含义转换，与“\”符号一同组成了“\n”，其含义是换行，因此出现了第二句的操作结果。

转义字符及其说明

“\”的用法

---

由r开头引起的字符串就是“原始字符串”，在里面放任何字符都是该字符的原始含义。

练习1：在交互模式中，用print函数打印苏轼的词《江城子.密州出猎》，要求每句占一行。

字符串基本操作

字符串的元素必须按照特定顺序排列，这样的对象称为“序列”。

1.“ + ”：连接序列

“ + ”的作用是将字符串连接起来，并得到一个新的字符串。



注意：“ + ”连接的对象必须是同种类型，否则报错。

2.“ * ”：重复元素

“ * ”的作用是获得重复的元素

3.len函数：求序列长度

len函数的作用是得到序列类对象的长度

注意：不要漏掉空格

4.in：判断元素是否存在其中

in的作用是判断字符串这个容器是否存在某个元素

索引和切片

字符串中每个字符都是按特定的顺序排列的，不能随意更改位置。因此，可以对每个字符进行编辑。记录位置的编号称为“索引”。

1.索引

字符串中的索引

2.切片

切片：从字符串中得到多个字符。规则：前包括，后不包括。


“切片”是比照着索引在原字符串中所对应的字符，重新创建了一个字符串对象。
切片表达式

练习2：对字符串“123456789”，通过切片操作得到如下结果“
得到”2468“
得到”1234“
得到”963“

得到”69“
得到”987654321“

键盘输入

Python提供了内置函数input，用于接收用户通过键盘输入的信息。



练习3：编写一段程序，实现如下功能：
（1）询问姓名和年龄
（2）计算10年之后的年龄
（3）打印出所输入的姓名和当前年龄、10年之后的年龄。

字符串的方法

有两类：一类是名称以双下划线开始和结尾的，称为”特殊方法“和”特殊属性“；另一类是普通名称。其调用的方式和函数一样。

1.“is”开头的方法

2.分隔和组合

字符串格式化输出

format()方法使用解析

{0:10}表示该位置有10个字符，并且放在这个位置的字符是左对齐；{1:>15}表示该位置有15个字符，并且放在这个位置的字符是右对齐；{0:^10} 和
{1:^15}则表示字符串在该位置的对齐方式是居中。

{0:.2}中的“.2”表示对于传入的字符串，截取前两个字符。




{0:04d}和{1:06.1f}表示在该处位置的空位用0填充。

练习4：字符串有format方法，内置函数中也有format方法。用示例说明内置函数format()的使用方法。

列表

列表（list）是Python的一个内置对象（或者对象类型），记住一个顺口溜：列表是个筐，什么都能装。

创建列表

Python中的列表可以用[ ]表示，是完全人为定义的对象类型。





通过dir(list)查看列表的属性和方法，与字符串的属性的方法相比，发现它们有相同的方法，如index()，而且作用一样。

索引和切片

列表的独特操作


列表创建后，可以进行修改，而字符串不能修改。
练习5：有列表[‘a’, ‘b’, ‘c’, ‘d’, ‘e’, ‘f’, ‘g’, ‘h’]，将列表翻转，并把其中的元音字母’e‘转换为100.

列表的基本操作

列表也是一种序列，所以同样可以实施其中的各项操作。

列表的方法

1.增加列表的元素

append()、extend()、insert()



append()方法是队列表从尾部（通常以列表地左端为开始，右端为尾部）追加一个元素。
一个列表对象，其元素变化了，但列表对象的内存地址没有变化，也就是没有生成新的列表，这种现象可以被称为“原地修改”。如果把列表看作一个容器，可以形象地理解为容器内地东西变化了，但是容器还是原来地容器。

列表地insert()方法实现了在列表任何位置插入对象地操作，依然是原地修改。



extend()方法，其参数要求传入的对象必须是iterable–可迭代对象。字符串和列表都是可迭代的。
③的效果是将列表lst中的所有元素加入到cities中，即让cities扩容。

④将参数换成了另一个可迭代对象–字符串"py"。注意查看最终的结果，将字符串的元素（即每个字符）加入到cities列表中。

如何判断一个对象是不是可迭代的？

内置函数hasattr判断一个字符串是否是可迭代的，返回了True。
hasattr函数的判断本质就是看类型中是否有__iter__（）这个特殊方法。可以用dir函数找一找，在数字、字符串、列表中，哪些有__iter__（）。

③和⑤的操作结果可见append()与extend()方法的区别。

2.删除列表的元素

remove()、pop()
从帮助文档显示，两个方法的调用方式分别是L.remove(x)、L.pop([index])。

这里没有提供任何参数，即pop()方法的参数列表为空，则删除列表的最后一个元素，并且将删除的元素作为结果返回。注意，它有返回值。

如果参数不为空，可以删除指定索引的元素，并将该元素作为返回值。
总结： L.remove(x)中的参数x是列表的元素，即删除某个元素，且对列表原地修改，无返回值。L.pop([index])中的index是列表中元素的索引值，可选。“为空”则删除列表最后一个，否则删除索引为index的元素，并且将删除元素作为返回值。
除了remove()和pop()，列表中还有一个方法，名为clear()，它的作用是将列表中元素“清扫干净”，只剩一个空列表。


执行列表的clear()方法后，当前列表变成了空列表。但是内存地址没有改变，“容器”中没有任何东西，“容器”中没有任何东西，“容器”并没有因此变化，还是原来的“容器”。

这里的temp变量先后引用了两个不同的对象，对此处操作的理解是“变量”与“对象”的引用关系。

3.列表元素的排序

sort()





sorted函数排序后，得到一个新的列表对象，原列表没有变化。

sort()方法进行排序结果一样，但是列表lst被原地修改了。

4.列表元素的反转

依然是原地修改，它没有返回值。

练习6：将字符串“Python”转化为列表（记为lst），并将”rust“中的每个字符作为一个独立元素追加到列表lst中，然后将重复的元素全部删除。

元组

元组和列表很相似，从外表看差别就在于[ ]和( )。

元组是用圆括号括起来的，其中的元素之间用逗号隔开。元组中的元素是任意类型的Python对象。

切片

基本操作

字典

“映射”是一种常见的关系，比如身份证和个人之间的映射关系。

一.创建字典

方法1：使用dict函数创建

①创建了一个空字典
如果创建非空字典，必须在参数中声明对应关系。

所创建的字典返回值，是用“{ }”包裹的对象

方法2：使用{ }创建



在一个字典中，“键”必须满足如下条件：①唯一的，不能重复；②必须是不可变对象。而值可以重复，也可以是任何类型的对象。

字典是否是序列？

练习7：分别以字符串、整数、列表、元组、字典类型的对象为键，创建字典，观察得到的结果。

二.字典的基本操作

1.len(d) : 返回字典d中的键值对的数量。

2.d[key] : 返回字典d中的键key的值。

对于序列，通过索引能够得到序列中的元素。在字典中没有索引，只有键值对，可以通过键得到相应的值。

基本做法还是通过字典对象的"[ ]"符号，里面是键，返回相应的值。

3.d[key] = value : 将值value赋给字典d中的键key。

这个操作并没有生成新的字典，而是在原有字典中增加了新的键值对，这说明字典是可以“原地修改”的。

4.del d[key] : 删除字典d的键key项（将该键值对删除）。

在字典中，键值对是以键为代表的，通过del d[key]这种方式能够将该键值对删除。

5.key in d : 检查字典d中是否含有键为key的项。

练习8：检查某个对象是否在字典的值中，如检查字符串"python"是否是字典{‘lang’:‘python’，‘publisher’:‘phei’，‘price’:1}的键/值对的值。

三.字典的方法

1.读取值的方法

get()

setdefault()


③不仅返回了参数d引用的字符串，还把③中的两个参数作为一组键值对增加到原字典d中。如果没有参数d，也会增加一个键值对：

2.视图对象

keys()、values()、items()

以上得到的不是之前学过的列表，在Python中称之为“视图对象”。

④删除了一个键值对后，视图对象也动态变化，反映字典的变化。通过⑤查看，并没有执行d.keys()，视图对象中也没有了被删除的键。

k_lst是内存中的一个列表对象，它就不能动态反映字典的变化了。

3.增加键值对

update()


⑥中的参数就是一组映射关系，而表达映射关系是字典的本质。

4.删除键值对

del d[k]、pop()、popitem()、clear()、del d

练习9：利用字典的方法，优化练习8的操作。
练习10：将下列两个字典合并：{1:2, 2:3, 3:4}, {2:200, 3:300, 4:400}。

四.浅拷贝和深拷贝

copy()
列表：L.copy() -> list – a shallow copy of L。
字典：D.copy() -> dict – a shallow copy of D。
集合：L.copy() -> Return a shallow copy of a set。
这三种对象都是“容器”，并且是可变对象，可以实现原地修改。可以形象地理解为“容器”中的“东西”可以增加或减少，但是“容器”不变。

①的作用是变量book2引用了book1所引用的对象。
②中的is用于判断两对象是否为同一个，即id函数得到的内存地址是否一样。此处返回值True说明是同一对象。
③是检验两个对象内容是否一致，既然是同一个对象，那么返回肯定是True。

1.浅拷贝

book3和book1不再是同一个对象了，但是它们的内容依然一样，即book3是根据book1的内容在内存中新建了一个对象。



④被称为“列表解析”，这里用④得到了book1和book3中每个元素的内存地址，虽然book1和book3是两个不同对象，但是它们的每个元素都是同一个对象。

可见，“浅拷贝”就是新建一个容器对象，但是容器中的子对象还是引用原容器中的，实质上只复制了一层。


⑤修改了book3中的一个元素，这个元素是不可变对象，而book1中该位置所引用的对象并没有因为⑤操作而受到影响

⑥的对象book3[2]是一个列表，列表是可变对象–可以原地修改，实施了⑥之后，对原列表对象进行修改。

2.深拷贝

“深拷贝”不但新建了一个容器对象，而且容器中的容器元素也新建了，可以理解为深拷贝就是复制过程的递归。

⑦执行后，book1和book4自然两不相干。

***总结：***不论深拷贝还是浅拷贝，使用对象是可变的容器对象，对数字、字符串等没有“拷贝”操作。

集合

一.创建集合

在Python中用“set”表示集合或者集合类型，也可以创建相应的对象。

创建集合时，set函数的参数必须是可迭代的。
①中的参数是一个列表（可迭代对象），列表中的元素本来有重复，但创建了集合之后，这个集合中的元素就不存在重复的，即“互异性”的体现。

使用dir函数查看集合的属性，没有index方法，说明没有索引，集合不是序列，即“无序性”的体现

集合也是用“{ }”包裹，与字典一致，也可以直接使用“{ }”创建集合。



分别用两种创建集合的方法创建集合都报错，报错信息都有“unhashable”，意思是“不可散列的”，而可变对象都属于“不可散列的”类型。再看集合中的元素，因为要求必须是“确定性”的，所以元素必须是不可变类型的对象，即unhashable，否则创建的时候会抛出TypeError。

二.集合的方法

1.增加元素

add()、update()


添加新元素以后，集合的内存地址是否变化？说明什么？

2.删除元素

pop()、remove()、discard()、clear()

三.不变的集合

frozenset()


练习11：是否可以用集合作为字典的键

四.集合的关系和运算

1.元素与集合的关系

2.集合与集合的关系

3.集合间的运算

（1）并集
A与B的并集即可得到一个新的集合，包含了A、B的所有元素。


可以使用运算符号“|”，也可以使用方法union()。

（2）交集
A与B的交集即新集合包含A、B共有的元素。


交集的运算符号是“&”，方法为intersection()。

（3）差集
A相对B的差集即新的集合元素是A相对B不同的部分元素。

（4）对称差集

练习12：找出以下两个字典共有的键：{“a”:1, “b”:2, “c”:3, “d”:4}、{“b”:22, “d”:44, “e”:55, “f”:77}