高階變數型別

目標

• 列表
• 元組
• 字典
• 字串
• 公共方法
• 變數高階

知識點回顧

• Python 中資料型別可以分為 數字型 和 非數字型

• 數字型

  • 整型 (int)
  • 浮點型（float）
  • 布林型（bool）
    • 真 True 非 0 數 —— 非零即真
    • 假 False 0
  • 複數型 (complex)
    • 主要用於科學計算，例如：平面場問題、波動問題、電感電容等問題

• 非數字型

  • 字串
  • 列表
  • 元組
  • 字典

• 在 Python 中，所有 非數字型變數 都支援以下特點：

  1. 都是一個 序列 sequence，也可以理解為 容器
  2. 取值 []
  3. 遍歷 for in
  4. 計算長度、最大/最小值、比較、刪除
  5. 連結 + 和 重複 *
  6. 切片

01. 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 

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量了

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、函式和方法（科普）

• 關鍵字 是 Python 內建的、具有特殊意義的識別符號

In [1]: import keyword
In [2]: print(keyword.kwlist)
In [3]: print(len(keyword.kwlist))

關鍵字後面不需要使用括號

• 函式 封裝了獨立功能，可以直接呼叫

函式名(引數)

函式需要死記硬背

• 方法 和函式類似，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，記憶起來比函式要簡單很多

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
  1. 列表 儲存相同型別的資料
  2. 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

02. 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 能夠使用的函式如下：

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 迴圈遍歷所有非數字型型別的變數：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：
  • 函式的 引數 和 返回值，一個函式可以接收 任意多個引數，或者 一次返回多個數據
    • 有關 函式的引數 和 返回值，在後續 函式高階 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 函式可以把元組轉換成列表

list(元組) 

• 使用 tuple 函式可以把列表轉換成元組

tuple(列表)

03. 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 儲存多個數據
  • 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、數字或 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 能夠使用的函式如下：

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"}
             ]

04. 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 \' 做字串的轉義，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 - 9

2) 查詢和替換 - 7

3) 大小寫轉換 - 5

4) 文字對齊 - 3

5) 去除空白字元 - 3

6) 拆分和連線 - 5

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：

1. 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)
2. 從頭開始，開始索引 數字可以省略，冒號不能省略
3. 到末尾結束，結束索引 數字可以省略，冒號不能省略
4. 步長預設為 1，如果連續切片，數字和冒號都可以省略

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

• 1. 擷取從 2 ~ 5 位置 的字串
• 2. 擷取從 2 ~ 末尾 的字串
• 3. 擷取從 開始 ~ 5 位置 的字串
• 4. 擷取完整的字串
• 5. 從開始位置，每隔一個字元擷取字串
• 6. 從索引 1 開始，每隔一個取一個
• 7. 擷取從 2 ~ 末尾 - 1 的字串
• 8. 擷取字串末尾兩個字元
• 9. 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])

05. 公共方法

5.1 Python 內建函式

Python 包含了以下內建函式：

注意

• 字串 比較符合以下規則： “0” < “A” < “a”

5.2 切片

• 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 運算子

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 成員運算子

成員運算子

成員運算子用於 測試 序列中是否包含指定的 成員

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 退出迴圈，迴圈結束後，會執行的程式碼

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")