前言
截至目前,我们已经掌握了3种数据类型:整数、浮点数、字符串。这一关我们就要学习两种新的数据类型:列表、字典。
不过在这之前,我想先和你聊一聊“计算机”与“数据”之间水乳交融的关系。
计算机名字里就有【计算】两字,如果计算机离开了数据,就如巧妇难为无米之炊。所以说,数据对于计算机很重要。
总的来说,计算机有3种方式利用数据:
第一种:直接使用数据,比如print()语句,可以直接把我们提供的数据打印出来,通常所见即所得。
# 直接运行即可 # print()会直接把我们提供的数据打印出来 print(3) print('欢迎来到第4关')
运行结果:
3 欢迎来到第4关
第二种:计算和加工数据,让我们看个例子:
# 直接运行即可 # 计算机会先计算/加工 数据,再用print()语句打印 print(3+2*3) print('欢迎来到'+'第4关')
运行结果:
9 欢迎来到第4关
这两个print语句,计算机都是先【计算和加工数据】,再把print()括号里的数据打印到屏幕里。
我们再看看第三种:用数据做判断是怎么一回事。
# 直接运行即可 # 计算机会使用数据来做判断 a = int(input('请输入你的年龄:')) #如果输入不了数字,请切换成英文输入法 if a<0: print('你还在娘胎里呢。') elif a == 0: print('欢迎来到这个世界。') elif a < 18: print('小小的年纪还不懂什么是爱') else: print('你已经是个成熟的大人了,要学会照顾自己。')
运行结果:
请输入你的年龄:28 你已经是个成熟的大人了,要学会照顾自己。
可以看出,计算机在这里是【利用数据用做逻辑判断】:
那现在我们对【计算机】和【数据】的关系有了一定的了解吧,也正因为数据的重要性,所以对于编程新手来说,掌握主要的数据类型是重中之重。
这一关,我们就会接触两种新的数据类型——列表和字典,你会发现,它们比我们学过的“整数、浮点数、字符串”更加高级,更有“包容性”。
为什么这么说呢?前面学的几种类型,每次赋值只能保存一条数据。如果我们需要使用很多数据的时候,就会很不方便。
而列表和字典的作用,就是可以帮我们存储大量数据,让计算机去读取和操作。
列表
首先我们来看看列表。为了感受列表的作用,我们来玩玩角色扮演的游戏:从现在起,你就是一个新班级的班主任了!
第一天,班上来了50个新鲜的面孔。你让学生把名字写在花名册上,方便上课时一个个点名。
如果只能用已学的知识来解决这个问题,我们需要将每个学生的名字都赋值到一个变量名,然后再分别打印。代码是这样的:
#快速扫一眼,直接点击运行 student1 = '党志文' student2 = '浦欣然' student3 = '罗鸿朗' student4 = '姜信然' student5 = '居俊德' student6 = '宿鸿福' student7 = '张成和' student8 = '林景辉' student9 = '戴英华' student10 = '马鸿宝' student11 = '郑翰音' student12 = '厉和煦' student13 = '钟英纵' student14 = '卢信然' student15 = '任正真' student16 = '翟彭勃' student17 = '蒋华清' student18 = '双英朗' student19 = '金文柏' student20 = '饶永思' student21 = '堵宏盛' student22 = '濮嘉澍' student23 = '戈睿慈' student24 = '邰子默' student25 = '于斯年' student26 = '扈元驹' student27 = '厍良工' student28 = '甘锐泽' student29 = '姚兴怀' student30 = '殳英杰' student31 = '吴鸿福' student32 = '王永年' student33 = '宫锐泽' student34 = '黎兴发' student35 = '朱乐贤' student36 = '关乐童' student37 = '养永寿' student38 = '养承嗣' student39 = '贾康成' student40 = '韩修齐' student41 = '彭凯凯' student42 = '白天干' student43 = '瞿学义' student44 = '那同济' student45 = '衡星文' student46 = '公兴怀' student47 = '宫嘉熙' student48 = '牧乐邦' student49 = '温彭祖' student50 = '桂永怡' print(student1+'在不在?') print(student2+'在不在?') print(student3+'在不在?') print(student4+'在不在?') print(student5+'在不在?') print(student6+'在不在?') print(student7+'在不在?') print(student8+'在不在?') print(student9+'在不在?') print(student10+'在不在?') print(student11+'在不在?') print(student12+'在不在?') print(student13+'在不在?') print(student14+'在不在?') print(student15+'在不在?') print(student16+'在不在?') print(student17+'在不在?') print(student18+'在不在?') print(student19+'在不在?') print(student20+'在不在?') print(student21+'在不在?') print(student22+'在不在?') print(student23+'在不在?') print(student24+'在不在?') print(student25+'在不在?') print(student26+'在不在?') print(student27+'在不在?') print(student28+'在不在?') print(student29+'在不在?') print(student30+'在不在?') print(student31+'在不在?') print(student32+'在不在?') print(student33+'在不在?') print(student34+'在不在?') print(student35+'在不在?') print(student36+'在不在?') print(student37+'在不在?') print(student38+'在不在?') print(student39+'在不在?') print(student40+'在不在?') print(student41+'在不在?') print(student42+'在不在?') print(student43+'在不在?') print(student44+'在不在?') print(student45+'在不在?') print(student46+'在不在?') print(student47+'在不在?') print(student48+'在不在?') print(student49+'在不在?') print(student50+'在不在?')
运行结果:
党志文在不在? 浦欣然在不在? 罗鸿朗在不在? 姜信然在不在? 居俊德在不在? 宿鸿福在不在? 张成和在不在? 林景辉在不在? 戴英华在不在? 马鸿宝在不在? 郑翰音在不在? 厉和煦在不在? 钟英纵在不在? 卢信然在不在? 任正真在不在? 翟彭勃在不在? 蒋华清在不在? 双英朗在不在? 金文柏在不在? 饶永思在不在? 堵宏盛在不在? 濮嘉澍在不在? 戈睿慈在不在? 邰子默在不在? 于斯年在不在? 扈元驹在不在? 厍良工在不在? 甘锐泽在不在? 姚兴怀在不在? 殳英杰在不在? 吴鸿福在不在? 王永年在不在? 宫锐泽在不在? 黎兴发在不在? 朱乐贤在不在? 关乐童在不在? 养永寿在不在? 养承嗣在不在? 贾康成在不在? 韩修齐在不在? 彭凯凯在不在? 白天干在不在? 瞿学义在不在? 那同济在不在? 衡星文在不在? 公兴怀在不在? 宫嘉熙在不在? 牧乐邦在不在? 温彭祖在不在? 桂永怡在不在?
但我们知道,在编程世界里,最忌讳的就是“重复性劳动”。这一百行代码打下来,即使是复制黏贴修改的,分分钟也要抓狂。
实际上呢,只要学会了列表和循环(剧透:循环下一关会讲,可先忽略),3行代码就能搞定。
#直接运行代码即可 students = ['党志文', '浦欣然', '罗鸿朗', '姜信然', '居俊德', '宿鸿福', '张成和', '林景辉', '戴英华', '马鸿宝', '郑翰音', '厉和煦', '钟英纵', '卢信然', '任正真', '翟彭勃', '蒋华清', '双英朗', '金文柏', '饶永思', '堵宏盛', '濮嘉澍', '戈睿慈', '邰子默', '于斯年', '扈元驹', '厍良工', '甘锐泽', '姚兴怀', '殳英杰', '吴鸿福', '王永年', '宫锐泽', '黎兴发', '朱乐贤', '关乐童', '养永寿', '养承嗣', '贾康成', '韩修齐', '彭凯凯', '白天干', '瞿学义', '那同济', '衡星文', '公兴怀', '宫嘉熙', '牧乐邦', '温彭祖', '桂永怡'] for i in students: print(i+'在不在?')
运行结果:
党志文在不在? 浦欣然在不在? 罗鸿朗在不在? 姜信然在不在? 居俊德在不在? 宿鸿福在不在? 张成和在不在? 林景辉在不在? 戴英华在不在? 马鸿宝在不在? 郑翰音在不在? 厉和煦在不在? 钟英纵在不在? 卢信然在不在? 任正真在不在? 翟彭勃在不在? 蒋华清在不在? 双英朗在不在? 金文柏在不在? 饶永思在不在? 堵宏盛在不在? 濮嘉澍在不在? 戈睿慈在不在? 邰子默在不在? 于斯年在不在? 扈元驹在不在? 厍良工在不在? 甘锐泽在不在? 姚兴怀在不在? 殳英杰在不在? 吴鸿福在不在? 王永年在不在? 宫锐泽在不在? 黎兴发在不在? 朱乐贤在不在? 关乐童在不在? 养永寿在不在? 养承嗣在不在? 贾康成在不在? 韩修齐在不在? 彭凯凯在不在? 白天干在不在? 瞿学义在不在? 那同济在不在? 衡星文在不在? 公兴怀在不在? 宫嘉熙在不在? 牧乐邦在不在? 温彭祖在不在? 桂永怡在不在?
发现了吗?在第一行代码里,赋值号右边不再像字符串那样只能放一个名字,而是放了50个。
这就是我们要新认识的第一个数据类型——列表,下面我会从4个方面来介绍列表的用法。
什么是列表
首先,我们来看看列表(list)的代码格式:
图中的[‘小明’,‘小红’,‘小刚’]就是一个列表。
一个列表需要用中括号[ ]把里面的各种数据框起来,里面的每一个数据叫作“元素”。每个元素之间都要用英文逗号隔开。
这就是列表的标准格式,现在请你创建一个列表名为list1的列表,列表里有三个元素:‘小明’,18,1.70,并将其打印出来:
参考答案:
list1=['小明','18','1.70'] print(list1)
恭喜你,成功掌握了列表的规范写法以及打印列表的方法。而且,你也用代码验证了一个知识点:列表很包容,各种类型的数据(整数/浮点数/字符串)无所不能包。
不过,很多时候,我们只需要用到列表中的某一个元素,好比老师上课点名时,不会说“所有的同学都站起来回答一下这个问题”。
所以,问题来了:列表中具体的某个元素,要如何取出来?
从列表提取单个元素
这就涉及到一个新的知识点:偏移量。列表中的各个元素,好比教室里的某排学生那样,是有序地排列的,也就是说,每个元素都有自己的位置编号(即偏移量)。
从上图可得:1.偏移量是从0开始的,而非我们习惯的从1开始;2.列表名后加带偏移量的中括号,就能取到相应位置的元素。
所以,我们可以通过偏移量来对列表进行索引(可理解为搜索定位),读取我们所需的元素。
假如你现在要喊小明来回答问题,用代码怎么写呢?请补充下列代码,利用列表的偏移量来打印出’小明’这个元素。
students = ['小明','小红','小刚']
参考答案:
students = ['小明','小红','小刚'] print(students[0])
现在我们已经知道了如何从列表中取出一个元素,那如果要同时取好几个呢?所以我们接着学习如何从列表中取出多个元素。
从列表提取多个元素
这次,我不会直接告诉你需要用到的知识,而是想让你自己总结出规律。
请运行以下代码,对比代码和终端最后的结果,尝试发现当中的规律。我过会儿会考考你。
一个提醒:下列:左右两边的数字指的是列表中元素的偏移量,记住偏移量(索引)始终是从0开始的。
list2 = [5,6,7,8,9] print(list2[:]) print(list2[2:]) print(list2[:2]) print(list2[1:3]) print(list2[2:4])
运行结果:
[5, 6, 7, 8, 9] [7, 8, 9] [5, 6] [6, 7] [7, 8]
上面这种用冒号来截取列表元素的操作叫作切片,顾名思义,就是将列表的某个片段拿出来处理。这种切片的方式可以让我们从列表中取出多个元素。
list2 = [5,6,7,8,9] print(list2[:]) # 打印出[5,6,7,8,9] print(list2[2:]) # 打印出[7,8,9] print(list2[:2]) # 打印出[5,6] print(list2[1:3]) #打印出[6,7] print(list2[2:4]) #打印出[7,8]
由此我们可以总结出来:
前半句:冒号左边空,就要从偏移量为0的元素开始取;右边空,就要取到列表的最后一个元素。
后半句:冒号左边数字对应的元素要拿,右边的不动(可再回顾下代码)。
现在就请你来试验一下吧,请修改代码,用切片将列表中小明和小红两个元素一起取出来。
students = ['小明','小红','小刚']
参考答案:
students = ['小明','小红','小刚'] print(students[:2])
另外,我们要注意一个细节:偏移量取到的是列表中的元素,而切片则是截取了列表的某部分,所以还是列表,请你运行下列代码看一看。
students = ['小明','小红','小刚'] print(students[2]) print(students[2:])
运行结果:
小刚 ['小刚']
完了如何取出列表中的元素,我们接着往下看。
给列表增加/删除元素
过了一周,你正上着课呢,教导主任突然领了一个新学生“小美”,说是转校生,要插到你们班。这时,我们就需要用到append()函数给列表增加元素,append的意思是附加,增补。
我们还是通过代码来试验一番,请你运行代码,并思考规律:(注:报错后,可读一下报错信息,然后在第6行开头加个#号,将其注释掉再运行)
# 请运行以下代码:报错后,可读一下报错信息,然后将第6行注释掉再运行。 list3 = [1,2] list3.append(3) print(list3) list3.append(4,5) list3.append([4,5]) print(list3)
你发现规律了吗?我们来解读一下报错信息和代码的结果:
这句话的意思是:append后的括号里只能接受一个参数,但却给了两个,也就是4和5。所以,用append()给列表增加元素,每次只能增加一个元素。
同时,从第7行代码 list3.append([4,5]) 能成功运行可以看出:
1.列表中的元素可以是字符串、数字等,也可以是列表本身 (即列表内部支持嵌套)
2.append函数后的参数只要满足数量为一即可 (单个列表也会视作一个元素)
3.append后的元素,会添加在列表的末尾。
append函数并不生成一个新列表,而是让列表末尾新增一个元素。而且,列表长度可变,理论容量无限,所以支持任意的嵌套。
现在,请你把小美加入students列表中,并打印出列表,注意格式是列表名.append( ):
参考答案:
students = ['小明','小红','小刚'] students.append('小美') print(students)
很棒哟~现在你已经知道如何增添列表中的元素了。
又是新的一天,你接到一个电话,小红生病请假了,今天不来上课。所以,你要将小红从列表中删除。
提示:需要用到del语句。请你先读一下Python官方文档对“del语句”的解释:(懂得阅读官方文档也是编程学习中一个重要能力)
请你根据上图中的知识,补全下面的代码,将’小红’从列表中删除,并打印出来:(语法是:del 列表名[元素的索引])
students = ['小明','小红','小刚','小美'] print(students)
参考答案:
students = ['小明','小红','小刚','小美'] del students[3] print(students)
事实上del语句非常方便,既能删除一个元素,也能一次删除多个元素(原理和切片类似,左取右不取)。
至此,我们对列表的基本概况已经摸了个遍,是时候总结一下了:
掌握了这些,列表这种数据类型,你就算入门了。后续就是在练习和项目中不断积累经验,活用列表。接下来我们就来学习另外一种数据类型。
数据类型:字典
众所周知,一个老师的日常就是出卷、改卷。这次期中考呢,小明、小红、小刚分别考了95、90和90分。
假如我们还用列表来装数据的话,我们需要新创建一个列表来专门放分数,而且要保证和姓名的顺序是一致的,很麻烦。
所以类似这种名字和数值(如分数、身高、体重等)两种数据存在一一对应的情况,用第二种数据类型——“字典”(dictionary)来存储会更方便。
什么是字典
同样的,我们先来看一下字典是长怎么样的:
仔细看下,字典和列表有3个地方是一样的:1.有名称;2.要用=赋值;3.用逗号作为元素间的分隔符。
而不一样的有两处:1.列表外层用的是中括号[ ],字典的外层是大括号{ };
students = ['小明','小红','小刚'] scores = {'小明':95,'小红':90,'小刚':90}
2.列表中的元素是自成一体的,而字典的元素是由一个个键值对构成的,用英文冒号连接。如’小明’:95,其中我们把’小明’叫键(key),95叫值(value)。
这样唯一的键和对应的值形成的组合,我们就叫做【键值对】,上述字典就有3个【键值对】:‘小明’:95、‘小红’:90、‘小刚’:90
如果不想口算,我们可以用len()函数来得出一个列表或者字典的长度(元素个数),括号里放列表或字典名称。
#直接运行代码即可 students = ['小明','小红','小刚'] scores = {'小明':95,'小红':90,'小刚':90} print(len(students)) print(len(scores))
运行结果:
3 3
这里需要强调的是,字典中的键具备唯一性,而值可重复。
如果你不小心声明了两个以’小明’为键的【键值对】,后出现的【键值对】会覆盖前面的【键值对】。
# 请你运行下面的代码: scores = {'小明': 95, '小红': 90, '小明': 90} print(scores)
运行结果:
{'小明': 90, '小红': 90}
从字典中提取元素
现在,我们尝试将小明的成绩从字典里打印出来。这就涉及到字典的索引,和列表通过偏移量来索引不同,字典靠的是键。
# 请你运行下面的代码: scores = {'小明': 95, '小红': 90, '小刚': 90} print(scores['小明'])
运行结果:
95
这便是从字典中提取对应的值的用法。和列表相似的是要用[ ],不过因为字典没有偏移量,所以在中括号中应该写键的名称,即字典名[字典的键]。
现在请你将小红的成绩也打印出来吧,亲手打打代码,才能快速掌握。
参考答案:
scores = {'小明':95,'小红':90,'小刚':90} print(scores['小红'])
现在你也知道如何取出字典里的值了。
小刚拿到试卷后,下课后来找你,说把他总分算错了,应该是92分。你看了一下,发现还真的是。于是,你在成绩册上将90划掉,改成了92。
这个操作在代码里对应的是字典的删除和增加。
给字典增加/删除元素
我们还是先来看一个例子,运行下面的代码,留意字典怎么删除以及新增键值对:
# 直接运行下面的代码,留意字典以及新的键值对是如何增加的: album = {'周杰伦':'七里香','王力宏':'心中的日月'} del album['周杰伦'] print(album) album['周杰伦'] = '十一月的萧邦' print(album) print(album['周杰伦'])
运行结果:
{'王力宏': '心中的日月'} {'王力宏': '心中的日月', '周杰伦': '十一月的萧邦'} 十一月的萧邦
我们可以发现:删除字典里键值对的代码是del语句del 字典名[键],而新增键值对要用到赋值语句字典名[键] = 值。
那么,请你把小刚的成绩改成92分吧。对了,新来的小美也考了,得了85。请你对字典里进行修改和新增,然后将整个字典都打印出来。
怎么样,完成了吗?参考答案是这样的:
scores = {'小明':95,'小红':90,'小刚':90} del scores['小刚'] scores['小刚'] = 92 scores['小美'] = 85 print(scores)
好了。至此,我们可以总结一下字典的基础知识:
列表和字典的异同
列表和字典同作为Python里能存储多条数据的数据类型,有许多共同点,也有值得我们注意的不同点,那么接下来我们先来看看不同点。
列表和字典的不同点
一个很重要的不同点是列表中的元素是有自己明确的“位置”的,所以即使看似相同的元素,只要在列表所处的位置不同,它们就是两个不同的元素。我们来看看代码:
# 如果==左右两边相等,值为True,不相等则为False。 print(1 == 1) # 1等于1,所以值为True print(1 == 2) # 1不等于2,所以为False students1 = ['小明','小红','小刚'] students2 = ['小刚','小明','小红'] print(students1 == students2) scores1 = {'小明':95,'小红':90,'小刚':100} scores2 = {'小刚':100,'小明':95,'小红':90} print(scores1 == scores2)
运行结果:
True False False True
而字典相比起来就显得随和很多,调动顺序也不影响。因为列表中的数据是有序排列的,而字典中的数据是随机排列的。
这也是为什么两者数据读取方法会不同的原因:列表有序,要用偏移量定位;字典无序,便通过唯一的键来取值。
列表和字典的相同点
我们先来看第一个共同点:在列表和字典中,如果要修改元素,都可用赋值语句来完成。看一下代码:
list1 = ['小明','小红','小刚','小美'] list1[1] = '小蓝' print(list1) dict1 = {'小明':'男'} dict1['小明'] = '女' print(dict1)
运行结果:
['小明', '小蓝', '小刚', '小美'] {'小明': '女'}
所以,上面修改小刚成绩的时候,其实直接用赋值语句即可,del语句通常是用来删除确定不需要的键值对。
scores = {'小明':95,'小红':90,'小刚':90} #del scores['小刚'] #如果只需要修改键里面的值,可不需要del语句 scores['小刚'] = 92
第二个共同点其实之前已经略有提及,即支持任意嵌套。除之前学过的数据类型外,列表可嵌套其他列表和字典,字典也可嵌套其他字典和列表。
先来看看第一种情况:列表嵌套列表。你在班级里成立了以四人为单位的学习小组。这时,列表的形式可以写成:
students = [['小明','小红','小刚','小美'],['小强','小兰','小伟','小芳']]
students这个列表是由两个子列表组成的,现在有个问题是:我们要怎么把小芳取出来呢?
可能你数着小芳是列表的第7个元素(从0开始),所以想students[7]不就能取到小芳吗?
事情当然没有那么简单,当我们在提取这种多级嵌套的列表/字典时,要一层一层地取出来,就像剥洋葱一样:
现在,我们确定了小芳是在students[1]的列表里,继续往下看。
小芳是students[1]列表里偏移量为3的元素,所以要取出小芳,代码可以这么写:
students = [['小明','小红','小刚','小美'],['小强','小兰','小伟','小芳']] print(students[1][3])
现在,发挥你的聪明才智,从列表中取出小兰,并打印出来吧。
参考答案:
students = [['小明','小红','小刚','小美'],['小强','小兰','小伟','小芳']] print(students[1][1])
接下来,我们再来看看第二种情况:字典嵌套字典。
和列表嵌套列表也是类似的,需要一层一层取出来,比如说要取出小芳的成绩,代码是这样写:
scores = { '第一组':{'小明':95,'小红':90,'小刚':100,'小美':85}, '第二组':{'小强':99,'小兰':89,'小伟':93,'小芳':88} } print(scores['第二组']['小芳'])
请你仔细观察上面的代码,然后尝试取出小刚的成绩。
参考答案:
scores = { '第一组':{'小明':95,'小红':90,'小刚':100,'小美':85}, '第二组':{'小强':99,'小兰':89,'小伟':93,'小芳':88} } print(scores['第一组']['小刚'])
我们再来提高下难度,看看列表和字典相互嵌套的情况,可以将代码和注释结合起来看。
# 最外层是大括号,所以是字典嵌套列表,先找到字典的键对应的列表,再判断列表中要取出元素的偏移量 students = { '第一组':['小明','小红','小刚','小美'], '第二组':['小强','小兰','小伟','小芳'] } print(students['第一组'][3]) #取出'第一组'对应列表偏移量为3的元素,即'小美' # 最外层是中括号,所以是列表嵌套字典,先判断字典是列表的第几个元素,再找出要取出的值相对应的键 scores = [ {'小明':95,'小红':90,'小刚':100,'小美':85}, {'小强':99,'小兰':89,'小伟':93,'小芳':88} ] print(scores[1]['小强']) #先定位到列表偏移量为1的元素,即第二个字典,再取出字典里键为'小强'对应的值,即99。
同样,现在请你自己试验一下吧,请在下列代码基础上 1.打印出字典students里的小刚 2.打印出列表scores里小刚的分数100。
参考答案:
students = { '第一组':['小明','小红','小刚','小美'], '第二组':['小强','小兰','小伟','小芳'] } scores = [ {'小明':95,'小红':90,'小刚':100,'小美':85}, {'小强':99,'小兰':89,'小伟':93,'小芳':88} ] print(students['第一组'][2]) print(scores[0]['小刚'])
相信你能成功做出来吧?为你鼓掌!祝贺你,对这两位新朋友的认识又更进一步。
那么,这一关的任务已经圆满完成啦。记得多复习,课后练习也要去做,能帮助你更好更快地巩固所学知识。
下一关,我们会开始接触Python里非常重要的工具——循环,有了它,许多重复性工作就可以让计算机帮我们完成。下一关见!