Python基础学习之基本数据结构详解【数字、字符串、列表、元组、集合、字典】

Python基础学习之基本数据结构详解

Python数据类型

在Python中，一共有几种基本的数据类型：

• 数字（Number）：整数，浮点数
• 字符串（String）：用于表达文本信息
• 列表（List）：用于存储一系列有序的元素
• 元组（Tuple）：与列表类似，但是元素不可修改
• 集合（Set）：用于存储一系列无序的元素（不能含有重复元素）
• 字典（Dictionary）：用于存储键-值对

在本文中，我们将详细讨论这些数据类型。

数字（Number）

数字分为整数和浮点数两种，其中整数（int）对应正整数、负整数和0，浮点数（float）对应带小数的数字。

Python中的数字支持基本的算术运算（加、减、乘、除）：

a = 10
b = 3

# 加
print(a + b) # 输出：13

# 减
print(a - b) # 输出：7

# 乘
print(a * b) # 输出：30

# 除
print(a / b) # 输出：3.3333333333333335

需要注意的是，整数相除会得到浮点数的结果。如果要进行整数除法取整，可以使用双斜杠（//）：

a = 10
b = 3

print(a // b) # 输出：3

还可以使用取余操作符（%）获取除法的余数：

a = 10
b = 3

print(a % b) # 输出：1

Python中支持的数字类型并不止这两种，还有十进制数、二进制数、八进制数和十六进制数等。想要了解更多，可以参考Python官方文档。

字符串（String）

字符串是Python中非常常用的数据类型之一，用于表达文本信息。字符串可以使用单引号（'）、双引号（"）或三引号（'''或"""）括起来：

s1 = 'Hello, Python!'
s2 = "I'm learning Python."
s3 = '''Python is a great language,
I love it very much.
'''
print(s1)
print(s2)
print(s3)

输出结果如下：

Hello, Python!
I'm learning Python.
Python is a great language,
I love it very much.

使用三引号可以方便地表达多行字符串。

字符串支持很多操作，比如拼接、重复、索引和切片等：

s = 'abc'
t = 'def'

# 拼接
print(s + t) # 输出：abcdef

# 重复
print(t * 3) # 输出：defdefdef

# 索引
print(s[0])  # 输出：a
print(s[-1]) # 输出：c

# 切片
print(s[1:]) # 输出：bc

需要注意的是，单个字符不可变，也就是说字符串是不可变的。如果需要对一个字符串进行修改，需要创建一个新的字符串。

s = 'abc'
s[0] = 'd' # 报错：'str' object does not support item assignment

列表（List）

列表是Python中非常常用的一种数据结构，用于存储一系列有序的元素。列表可以包含任意类型的对象，甚至可以包括其他列表。

创建列表的语法是在方括号中添加元素，各个元素之间使用逗号分隔：

lst = [1, 2, 3, 'a', 'b', 'c']

可以通过索引访问列表中的元素，也可以使用切片获取一段子列表：

lst = [1, 2, 3, 'a', 'b', 'c']

# 索引
print(lst[0])   # 输出：1
print(lst[-1])  # 输出：'c'

# 切片
print(lst[1:4]) # 输出：[2, 3, 'a']

可以通过内置的函数修改列表中的元素，比如添加、删除和排序等：

lst = [1, 2, 3, 'a', 'b', 'c']

# 添加元素
lst.append('d')   # 在列表末尾添加元素'd'
lst.insert(0, 0)  # 在列表第0个位置添加元素0
print(lst)        # 输出：[0, 1, 2, 3, 'a', 'b', 'c', 'd']

# 删除元素
lst.pop()         # 删除并返回列表末尾的元素'd'
lst.remove(3)     # 删除列表中第一次出现的元素3
print(lst)        # 输出：[0, 1, 2, 'a', 'b', 'c']

# 排序
lst.sort()        # 将列表中的元素按照从小到大的顺序排序
print(lst)        # 输出：[0, 1, 2, 'a', 'b', 'c']

元组（Tuple）

元组与列表类似，也是用于存储一系列有序的元素，但是元组中的元素不可修改。元组的创建语法是在小括号中添加元素，各个元素之间使用逗号分隔：

tup = (1, 2, 3, 'a', 'b', 'c')

可以通过索引访问元组中的元素，也可以使用切片获取一段子元组：

tup = (1, 2, 3, 'a', 'b', 'c')

# 索引
print(tup[0])   # 输出：1
print(tup[-1])  # 输出：'c'

# 切片
print(tup[1:4]) # 输出：(2, 3, 'a')

需要注意的是，元组是不可变的，也就是说不支持添加、删除和修改等操作。

集合（Set）

集合是Python中用于存储一系列无序的、唯一的元素，不能含有重复元素。集合的创建语法是在花括号中添加元素，各个元素之间使用逗号分隔：

s = {1, 2, 3, 'a', 'b', 'c'}

集合支持基本的集合操作，比如并集、交集、差集等：

s1 = {1, 2, 3, 'a', 'b', 'c'}
s2 = {2, 3, 'b', 'c', 'd', 'e'}

# 并集
print(s1 | s2) # 输出：{1, 2, 3, 'a', 'b', 'c', 'd', 'e'}

# 交集
print(s1 & s2) # 输出：{2, 3, 'b', 'c'}

# 差集
print(s1 - s2) # 输出：{1, 'a'}

字典（Dictionary）

字典是另一个非常常用的Python数据类型，用于存储键-值对。字典中的键必须唯一，但是值可以重复。创建字典的语法是在花括号中添加键-值对，各个键-值对之间使用逗号分隔：

dic = {'name': 'Alice', 'age': 18, 'score': 90}

可以通过键来访问字典中的值，也可以使用内置的函数修改字典中的值：

dic = {'name': 'Alice', 'age': 18, 'score': 90}

# 访问值
print(dic['name'])  # 输出：'Alice'
print(dic.get('age')) # 输出：18

# 修改值
dic['score'] = 95   # 更新键'score'对应的值
dic['gender'] = 'Female' # 添加新的键-值对
print(dic)          # 输出：{'name': 'Alice', 'age': 18, 'score': 95, 'gender': 'Female'}

至此，我们已经对Python中的基本数据结构进行了详细的介绍。希望本文能对正在学习Python的你有所帮助！

示例1

下列代码定义并打印一个包含数字、字符串、列表和字典的复杂数据类型：

data = {
    'name': 'Alice',
    'age': 18,
    'hobbies': ['swimming', 'reading', 'running'],
    'scores': {'math': 90, 'english': 85, 'biology': 95}
}
print(data)

输出结果如下：

{
    'name': 'Alice',
    'age': 18,
    'hobbies': ['swimming', 'reading', 'running'],
    'scores': {'math': 90, 'english': 85, 'biology': 95}
}

示例2

下列代码定义并打印一个包含数字、字符串、元组和集合的复杂数据类型：

data = {
    'name': 'Alice',
    'age': 18,
    'languages': ('Chinese', 'English'),
    'hobbies': {'swimming', 'reading', 'running'}
}
print(data)

输出结果如下：

{
    'name': 'Alice',
    'age': 18,
    'languages': ('Chinese', 'English'),
    'hobbies': {'swimming', 'reading', 'running'}
}