Python常用資料結構和公共方法技巧總結

2022-08-09 22:01:59

1. 列表

1.1 列表的定義

List（列表）是Python 中使用最頻繁的資料型別，在其他語言中通常叫做陣列
專門用於儲存一串資訊
列表用[] 定義，資料之間使用, 分隔
列表的索引從0 開始
- 索引就是資料在列表中的位置編號，索引又可以被稱為下標

注意：從列表中取值時，如果 超出索引範圍，程式會報錯

name_list = ["zhangsan", "lisi", "wangwu"]

1.2 列表常用操作

在ipython3 中定義一個列表，例如：name_list = []
輸入name_list. 按下TAB 鍵，ipython 會提示列表能夠使用的方法如下：

In [1]: name_list.
name_list.append name_list.count name_list.insert name_list.reverse
name_list.clear name_list.extend name_list.pop name_list.sort
name_list.copy name_list.index name_list.remove

序號	分類	關鍵字 / 函數 / 方法	說明
1	增加	列表.insert(索引, 資料)	在指定位置插入資料
		列表.append(資料)	在末尾追加資料
		列表.extend(列表2)	將列表2 的資料追加到列表
2	修改	列表[索引] = 資料	修改指定索引的資料
3	刪除	del 列表[索引]	刪除指定索引的資料
		列表.remove[資料]	刪除第一個出現的指定資料
		列表.pop	刪除末尾資料
		列表.pop(索引)	刪除指定索引資料
		列表.clear	清空列表
4	統計	len(列表)	列表長度
		列表.count(資料)	資料在列表中出現的次數
5	排序	列表.sort()	升序排序
		列表.sort(reverse=True)	降序排序
		列表.reverse()	逆序、反轉

del 關鍵字（科普）：

使用del 關鍵字(delete) 同樣可以刪除列表中元素
del 關鍵字本質上是用來將一個變數從記憶體中刪除的
如果使用del 關鍵字將變數從記憶體中刪除，後續的程式碼就不能再使用這個變數了

del name_list[1]

在日常開發中，要從列表刪除資料，建議 使用列表提供的方法

關鍵字、函數和方法（科普）：

關鍵字是 Python 內建的、具有特殊意義的識別符號

關鍵字後面不需要使用括號

函數封裝了獨立功能，可以直接呼叫

函數名(引數)

函數需要死記硬背

方法和函數類似，同樣是封裝了獨立的功能
方法需要通過物件來呼叫，表示針對這個物件要做的操作

物件.方法名(引數)

在變數後面輸入 .，然後選擇針對這個變數要執行的操作，記憶起來比函數要簡單很多

1.3 迴圈遍歷

遍歷就是 從頭到尾依次從列表中獲取資料
- 在迴圈體內部針對每一個元素，執行相同的操作
在Python 中為了提高列表的遍歷效率，專門提供的 迭代 iteration 遍歷
使用for 就能夠實現迭代遍歷

# for 迴圈內部使用的變數 in 列表
for name in name_list:

迴圈內部針對列表元素進行操作
print(name)

1.4 應用場景

儘管Python 的列表中可以儲存不同型別的資料
但是在開發中，更多的應用場景是
- 列表儲存相同型別的資料
- 通過迭代遍歷，在迴圈體內部，針對列表中的每一項元素，執行相同的操作

2. 元組

2.1 元組的定義

Tuple（元組）與列表類似，不同之處在於元組的元素不能修改
- 元組表示多個元素組成的序列
- 元組在Python 開發中，有特定的應用場景
用於儲存一串資訊，資料之間使用, 分隔
元組用() 定義
元組的索引從0 開始
- 索引就是資料在元組中的位置編號

info_tuple = ("zhangsan", 18, 1.75)

建立空元組：

info_tuple = ()

元組中只包含一個元素時，需要在元素後面新增逗號：

info_tuple = (50, )

2.2 元組常用操作

在ipython3 中定義一個元組，例如：info = ()
輸入info. 按下TAB 鍵，ipython 會提示元組能夠使用的函數如下：

info.count info.index

有關元組的 常用操作 可以參照上圖練習

2.3 迴圈遍歷

取值就是從元組中獲取儲存在指定位置的資料
遍歷就是從頭到尾依次從元組中獲取資料

# for 迴圈內部使用的變數 in 元組
for item in info:

迴圈內部針對元組元素進行操作
print(item)

在Python 中，可以使用for 迴圈遍歷所有非數位型型別的變數：列表、元組、字典以及字串
提示：在實際開發中，除非能夠確認元組中的資料型別，否則針對元組的迴圈遍歷需求並不是很多

2.4 應用場景

儘管可以使用for in 遍歷元組
但是在開發中，更多的應用場景是：
- 函數的引數和返回值，一個函數可以接收任意多個引數，或者一次返回多個資料
有關函數的引數和返回值，在後續函數高階給大家介紹
- 格式字串，格式化字串後面的() 本質上就是一個元組
- 讓列表不可以被修改，以保護資料安全

info = ("zhangsan", 18)
print("%s 的年齡是 %d" % info)

元組和列表之間的轉換：

使用list 函數可以把元組轉換成列表

list(元組)

使用tuple 函數可以把列表轉換成元組

tuple(列表)

3. 字典

3.1 字典的定義

dictionary（字典）是除列表以外Python 之中最靈活的資料型別
字典同樣可以用來儲存多個資料
- 通常用於儲存描述一個 物體 的相關資訊
和列表的區別
- 列表是有序的物件集合
- 字典是無序的物件集合
字典用{} 定義
字典使用鍵值對儲存資料，鍵值對之間使用, 分隔
- 鍵key 是索引
- 值value 是資料
- 鍵和值之間使用: 分隔
- 鍵必須是唯一的
- 值可以取任何資料型別，但鍵只能使用字串、數位或元組

xiaoming = {"name": "小明",
"age": 18,
"gender": True,
"height": 1.75}

3.2 字典常用操作

在ipython3 中定義一個字典，例如：xiaoming = {}
輸入xiaoming. 按下TAB 鍵，ipython 會提示字典能夠使用的函數如下：

In [1]: xiaoming.
xiaoming.clear xiaoming.items xiaoming.setdefault
xiaoming.copy xiaoming.keys xiaoming.update
xiaoming.fromkeys xiaoming.pop xiaoming.values
xiaoming.get xiaoming.popitem

有關字典的 常用操作 可以參照上圖練習

3.3 迴圈遍歷

遍歷就是依次從字典中獲取所有鍵值對

# for 迴圈內部使用的 `key 的變數` in 字典
for k in xiaoming:

print("%s: %s" % (k, xiaoming[k]))

提示：在實際開發中，由於字典中每一個鍵值對儲存資料的型別是不同的，所以針對字典的迴圈遍歷需求並不是很多

3.4 應用場景

儘管可以使用for in 遍歷字典
但是在開發中，更多的應用場景是：
- 使用多個鍵值對，儲存描述一個 物體 的相關資訊—— 描述更復雜的資料資訊
- 將多個字典放在一個列表中，再進行遍歷，在迴圈體內部針對每一個字典進行相同的處理

card_list = [{"name": "張三",
"qq": "12345",
"phone": "110"},
{"name": "李四",
"qq": "54321",
"phone": "10086"}
]

4. 字串

4.1 字串的定義

字串就是一串字元，是程式語言中表示文字的資料型別
在 Python 中可以使用一對雙引號" 或者一對單引號' 定義一個字串
- 雖然可以使用" 或者' 做字串的跳脫，但是在實際開發中：
如果字串內部需要使用"，可以使用' 定義字串
如果字串內部需要使用'，可以使用" 定義字串

可以使用索引獲取一個字串中指定位置的字元，索引計數從0開始
也可以使用for迴圈遍歷字串中每一個字元

大多數程式語言都是用 " 來定義字串

string = "Hello Python"

for c in string:
print(c)

4.2 字串的常用操作

在ipython3 中定義一個字串，例如：hello_str = ""
輸入hello_str. 按下TAB 鍵，ipython 會提示字串能夠使用的方法如下：

In [1]: hello_str.
hello_str.capitalize hello_str.isidentifier hello_str.rindex
hello_str.casefold hello_str.islower hello_str.rjust
hello_str.center hello_str.isnumeric hello_str.rpartition
hello_str.count hello_str.isprintable hello_str.rsplit
hello_str.encode hello_str.isspace hello_str.rstrip
hello_str.endswith hello_str.istitle hello_str.split
hello_str.expandtabs hello_str.isupper hello_str.splitlines
hello_str.find hello_str.join hello_str.startswith
hello_str.format hello_str.ljust hello_str.strip
hello_str.format_map hello_str.lower hello_str.swapcase
hello_str.index hello_str.lstrip hello_str.title
hello_str.isalnum hello_str.maketrans hello_str.translate
hello_str.isalpha hello_str.partition hello_str.upper
hello_str.isdecimal hello_str.replace hello_str.zfill
hello_str.isdigit hello_str.rfind

提示：正是因為 python 內建提供的方法足夠多，才使得在開發時，能夠針對字串進行更加靈活的操作！應對更多的開發需求！

1) 判斷型別

方法	說明
string.isspace()	如果 string 中只包含空格，則返回 True
string.isalnum()	如果 string 至少有一個字元並且所有字元都是字母或數位則返回 True
string.isalpha()	如果 string 至少有一個字元並且所有字元都是字母則返回 True
string.isdecimal()	如果 string 只包含數位則返回 True，`全形數位`
string.isdigit()	如果 string 只包含數位則返回 True，`全形數位`、`⑴`、`u00b2`
string.isnumeric()	如果 string 只包含數位則返回 True，`全形數位`，`漢字數位`
string.istitle()	如果 string 是標題化的(每個單詞的首字母大寫)則返回 True
string.islower()	如果 string 中包含至少一個區分大小寫的字元，並且所有這些(區分大小寫的)字元都是小寫，則返回 True
string.isupper()	如果 string 中包含至少一個區分大小寫的字元，並且所有這些(區分大小寫的)字元都是大寫，則返回 True

2) 查詢和替換

方法	說明
string.startswith(str)	檢查字串是否是以 str 開頭，是則返回 True
string.endswith(str)	檢查字串是否是以 str 結束，是則返回 True
string.find(str, start=0, end=len(string))	檢測 str 是否包含在 string 中，如果 start 和 end 指定範圍，則檢查是否包含在指定範圍內，如果是返回開始的索引值，否則返回 `-1`
string.rfind(str, start=0, end=len(string))	類似於 find()，不過是從右邊開始查詢
string.index(str, start=0, end=len(string))	跟 find() 方法類似，不過如果 str 不在 string 會報錯
string.rindex(str, start=0, end=len(string))	類似於 index()，不過是從右邊開始
string.replace(old_str, new_str, num=string.count(old))	把 string 中的 old_str 替換成 new_str，如果 num 指定，則替換不超過 num 次

3) 大小寫轉換

方法	說明
string.capitalize()	把字串的第一個字元大寫
string.title()	把字串的每個單詞首字母大寫
string.lower()	轉換 string 中所有大寫字元為小寫
string.upper()	轉換 string 中的小寫字母為大寫
string.swapcase()	翻轉 string 中的大小寫

4) 文字對齊

方法	說明
string.ljust(width)	返回一個原字串左對齊，並使用空格填充至長度 width 的新字串
string.rjust(width)	返回一個原字串右對齊，並使用空格填充至長度 width 的新字串
string.center(width)	返回一個原字串居中，並使用空格填充至長度 width 的新字串

5) 去除空白字元

方法	說明
string.lstrip()	截掉 string 左邊（開始）的空白字元
string.rstrip()	截掉 string 右邊（末尾）的空白字元
string.strip()	截掉 string 左右兩邊的空白字元

6) 拆分和連線

方法	說明
string.partition(str)	把字串 string 分成一個 3 元素的元組 (str前面, str, str後面)
string.rpartition(str)	類似於 partition() 方法，不過是從右邊開始查詢
string.split(str=“”, num)	以 str 為分隔符拆分 string，如果 num 有指定值，則僅分隔 num + 1 個子字串，str 預設包含 ‘r’, ‘t’, ‘n’ 和空格
string.splitlines()	按照行(‘r’, ‘n’, ‘rn’)分隔，返回一個包含各行作為元素的列表
string.join(seq)	以 string 作為分隔符，將 seq 中所有的元素（的字串表示）合併為一個新的字串

4.3 字串的切片

切片方法適用於字串、列表、元組
- 切片使用索引值來限定範圍，從一個大的字串中切出小的字串
- 列表和元組都是有序的集合，都能夠通過索引值獲取到對應的資料
- 字典是一個無序的集合，是使用鍵值對儲存資料

字串[開始索引:結束索引:步長]

注意：

指定的區間屬於左閉右開型[開始索引, 結束索引) =>開始索引 >= 範圍 < 結束索引
- 從起始 位開始，到 結束位的前一位結束（不包含結束位本身)
從頭開始，開始索引數位可以省略，冒號不能省略
到末尾結束，結束索引數位可以省略，冒號不能省略
步長預設為1，如果連續切片，數位和冒號都可以省略

索引的順序和倒序：

在 Python 中不僅支援順序索引，同時還支援倒序索引
所謂倒序索引就是從右向左計算索引
- 最右邊的索引值是-1，依次遞減

演練需求：

擷取從 2 ~ 5 位置的字串
擷取從 2 ~末尾 的字串
擷取從開始 ~ 5 位置的字串
擷取完整的字串
從開始位置，每隔一個字元擷取字串
從索引 1 開始，每隔一個取一個
擷取從 2 ~末尾 - 1 的字串
擷取字串末尾兩個字元
字串的逆序（面試題）

答案：

num_str = "0123456789"

# 1. 擷取從 2 ~ 5 位置 的字串
print(num_str[2:6])

# 2. 擷取從 2 ~ `末尾` 的字串
print(num_str[2:])

# 3. 擷取從 `開始` ~ 5 位置 的字串
print(num_str[:6])

# 4. 擷取完整的字串
print(num_str[:])

# 5. 從開始位置，每隔一個字元擷取字串
print(num_str[::2])

# 6. 從索引 1 開始，每隔一個取一個
print(num_str[1::2])

# 倒序切片
# -1 表示倒數第一個字元
print(num_str[-1])

# 7. 擷取從 2 ~ `末尾 - 1` 的字串
print(num_str[2:-1])

# 8. 擷取字串末尾兩個字元
print(num_str[-2:])

# 9. 字串的逆序（面試題）
print(num_str[::-1])

4.4 字串的格式化輸出

方法一：使用預留位置

字串格式化輸出 是按照一種既定格式給字串填空的方式，以便我們更加方便地寫入字串。

例如：

def print_intro(name, age, city):
intro = '我叫%s，今年 %d 歲，來自%s。' % (name, age, city)
print(intro)
print_intro('小貝', 18, '南京')
# 輸出：我叫小貝，今年 18 歲，來自南京。

字串格式化輸出的語法規則：

% 運運算元左邊是要格式化的字串，右邊是一個元組。如果只有一個預留位置，可以將元組裡的元素拿出來，如：‘我叫%s’ % ‘小貝’。我們通過 %s、%d 這樣的預留位置在字串中“佔位”，Python 會將 % 右邊的內容會按順序替換掉對應的預留位置，一一填空。每個預留位置都有特定的含義，我們來看一下常見的預留位置：

提示：如果你不太確定應該用什麼預留位置，%s 是萬能的，它會把任何資料型別轉換為字串。

方法二：format()

例如：

'我叫{}，今年 {} 歲，來自{}'.format('小貝', 18, '南京')
# 我叫小貝，今年 18 歲，來自南京

從上面的例子可以看到，format() 方法使用 {} 作為預留位置，然後按照引數順序替換對應的預留位置。

我們還可以給預留位置編號：

'我叫{0}，今年 {1} 歲，來自{2}'.format('小貝', 18, '南京')
# 我叫小貝，今年 18 歲，來自南京

# 調整編號順序
'我叫{2}，今年 {1} 歲，來自{0}'.format('南京', 18, '小貝')
# 我叫小貝，今年 18 歲，來自南京

# 重複編號
'我叫{0}，{0}今年 {1} 歲，來自{2}'.format('小貝', 18, '南京')
# 我叫小貝，小貝今年 18 歲，來自南京

我們還可以給預留位置命名：

'我叫{name}，今年 {age} 歲，來自{city}'.format(name = '小貝', age = 18, city = '南京')
# 我叫小貝，今年 18 歲，來自南京

# 命名後引數順序不再重要
'我叫{name}，今年 {age} 歲，來自{city}'.format(age = 18, city = '南京', name = '小貝')
# 我叫小貝，今年 18 歲，來自南京

5. 公共方法

5.1 Python 內建函數

Python 包含了以下內建函數：

函數	描述	備註
len(item)	計算容器中元素個數
del(item)	刪除變數	del 有兩種方式
max(item)	返回容器中元素最大值	如果是字典，只針對 key 比較
min(item)	返回容器中元素最小值	如果是字典，只針對 key 比較
cmp(item1, item2)	比較兩個值，-1 小於/0 相等/1 大於	Python 3.x 取消了 cmp 函數

注意：字串比較符合以下規則： “0” < “A” < “a”

5.2 切片

| 描述 | Python 表示式 | 結果 | 支援的資料型別 |
| :—: | — | — | — | — |
| 切片 | “0123456789”[::-2] | “97531” | 字串、列表、元組 |

切片使用索引值來限定範圍，從一個大的字串中切出小的字串
列表和元組都是有序的集合，都能夠通過索引值獲取到對應的資料
字典是一個無序的集合，是使用鍵值對儲存資料

5.3 運運算元

運運算元	Python 表示式	結果	描述	支援的資料型別
+	[1, 2] + [3, 4]	[1, 2, 3, 4]	合併	字串、列表、元組
*	[“Hi!”] * 4	[‘Hi!’, ‘Hi!’, ‘Hi!’, ‘Hi!’]	重複	字串、列表、元組
in	3 in (1, 2, 3)	True	元素是否存在	字串、列表、元組、字典
not in	4 not in (1, 2, 3)	True	元素是否不存在	字串、列表、元組、字典
> >= == < <=	(1, 2, 3) < (2, 2, 3)	True	元素比較	字串、列表、元組

注意：

in 在對字典操作時，判斷的是字典的鍵
in 和not in 被稱為成員運運算元

成員運運算元：

成員運運算元用於測試序列中是否包含指定的成員

運運算元	描述	範例
in	如果在指定的序列中找到值返回 True，否則返回 False	`3 in (1, 2, 3)` 返回 `True`
not in	如果在指定的序列中沒有找到值返回 True，否則返回 False	`3 not in (1, 2, 3)` 返回 `False`

注意：在對字典操作時，判斷的是 字典的鍵

5.4 完整的 for 迴圈語法

在Python 中完整的for 迴圈 的語法如下：

for 變數 in 集合:

迴圈體程式碼
else:
沒有通過 break

應用場景：

在迭代遍歷巢狀的資料型別時，例如一個列表包含了多個字典
需求：要判斷某一個字典中是否存在指定的值
- 如果存在，提示並且退出迴圈
- 如果不存在，在迴圈整體結束後，希望得到一個統一的提示

students = [
    {"name": "阿土",
     "age": 20,
     "gender": True,
     "height": 1.7,
     "weight": 75.0},
    {"name": "小美",
     "age": 19,
     "gender": False,
     "height": 1.6,
     "weight": 45.0},
]
find_name = "阿土"
for stu_dict in students:
    print(stu_dict)
    # 判斷當前遍歷的字典中姓名是否為find_name
    if stu_dict["name"] == find_name:
        print("找到了")
        # 如果已經找到，直接退出迴圈，就不需要再對後續的資料進行比較
        break
else:
    print("沒有找到")
print("迴圈結束")

到此這篇關於Python常用資料結構和公共方法技巧總結的文章就介紹到這了,更多相關Python資料結構內容請搜尋it145.com以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大家以後多多支援it145.com！