第三章 Python丰富的数据类型-阿里云开发者社区

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第三章 Python丰富的数据类型

简介: 什么是数据类型? 前两章里面包含的字符串、布尔类型、整数、浮点数都是数据类型。数据类型在一个编程语言中必不可少,也是使用最多的。 而且数据类型的数据都是存放在内存中的,我们一般操作都是在对内存里对象操作。 Python数据类型
什么是数据类型?
前两章里面包含的字符串、布尔类型、整数、浮点数都是数据类型。数据类型在一个编程语言中必不可少,也是使用最多的。
而且数据类型的数据都是存放在内存中的,我们一般操作都是在对内存里对象操作。
什么是数组?
   数组也是一种数据类型,为了方便处理数据,把一些同类数据放到一起就是数组,是一组数据的集合,数组内的数据称为元素,每个元素都有一个下标(索引),从0开始。
在Python中,内建数据结构有列表(list)、元组(tuple)、字典(dict)、集合(set)。
3.1 列表[List]
   3.1.1 定义列表
     >>> lst = ['a','b','c',1,2,3]
   用中括号括起来,元素以逗号分隔,字符串用单引号引起来,整数不用。
   58a0076f47a5f70af85ad3f76e518bcd6213bd0f
   3.1.2 基本操作
# 追加一个元素
>>> lst.append(4)
>>> lst
['a', 'b', 'c', 1, 2, 3, 4]
# 统计列表中a字符出现的次数
>>> lst.count('a')
1
# 将一个列表作为元素添加到lst列表中
>>> a = [5,6]
>>> lst.extend(a)
>>> lst
['a', 'b', 'c', 1, 2, 3, 4, 5, 6]
# 查找元素3的索引位置
>>> lst.index(1)
3
# 在第3个索引位置插入一个元素
>>> lst.insert(3, 0)
>>> lst
['a', 'b', 'c', 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6]
# 删除最后一个元素和第3个下标元素
>>> lst.pop()  
6
>>> lst.pop(3)
0
>>> lst
['a', 'b', 'c', 1, 2, 3, 4, 5]
# 删除元素是5,如果没有会返回错误
>>> lst.remove("5")
>>> lst
['a', 'b', 'c', 1, 2, 3, 4]
# 倒序排列元素
>>> lst.reverse()
>>> lst
[4, 3, 2, 1, 'c', 'b', 'a']
# 正向排序元素
>>> lst.sort()
>>> lst
[1, 2, 3, 4, 'a', 'b', 'c']
# 列表连接
>>> a = [1,2,3]
>>> b = ['a','b','c']
>>> a + b
[1, 2, 3, 'a', 'b', 'c']
   3.1.3 学习新函数对列表排序
# reversed()函数倒序排列
使用此函数会创建一个迭代器,遍历打印才能输出:
>>> lst = ['a', 'b', 'c', 1, 2, 3, 4, 5]
>>> type(reversed(lst))
<type 'listreverseiterator'>
>>> lst2 = []
>>> for i in reversed(lst):
...   lst2.append(i)
...
>>> lst2
[5, 4, 3, 2, 1, 'c', 'b', 'a']
# sorted()函数正向排列
>>> lst2 = []
>>> for i in sorted(lst):
...   lst2.append(i)
...
>>> lst2
[1, 2, 3, 4, 5, 'a', 'b', 'c']

这里在讲解一个序列生成器range()函数,生成的是一个列表:
>>> type(range(5))
<type 'list'>
>>> for i in range(1,5):
...   print i
...
1
2
3
4
当然也可以用上面的排序函数来排序这个生成的序列了:
>>> for i in reversed(range(1,10,3)):
...   print i
...
7
4
1
range()函数用法:range(start,end,step)
   说明:是不是和列表内置方法结果一样!区别是内置函数不改动原有序列。
   3.1.4 切片
>>> lst
[1, 2, 3, 4, 'a', 'b', 'c']
# 返回第一个元素
>>> lst[0]
1
# 返回倒数第一个元素
>>> lst[-1]
'c'
# 取出倒数第一个元素
>>> lst[0:-1]
[1, 2, 3, 4, 'a', 'b']
# 返回第一个至第四个元素
>>> lst[0:4]
[1, 2, 3, 4]
   3.1.5 清空列表
方法1:
>>> lst = [1, 2, 3, 4, 'a', 'b', 'c']
>>> lst = []
>>> lst
[]
方法2:
>>> lst = [1, 2, 3, 4, 'a', 'b', 'c']
>>> del lst[:]
>>> lst
[]
# 删除列表
>>> lst = [1, 2, 3, 4, 'a', 'b', 'c']
>>> del lst
>>> lst
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'lst' is not defined
   3.1.6 del语句
   del语句也可以删除一个下标范围的元素
>>> lst = [1, 2, 3, 4, 'a', 'b', 'c']
>>> del lst[0:4]
>>> lst
['a', 'b', 'c']
   3.1.7 列表推导式
   利用其它列表推导出新的列表。
# 通过迭代对象方法
方法1:
>>> lst = []
>>> for i in range(5):
...   lst.append(i)
...
>>> lst
[0, 1, 2, 3, 4]
方法2:
>>> lst = []
>>> lst = [i for i in range(5)]
>>> lst
[0, 1, 2, 3, 4]
说明:方法1和方法2,实现方式是一样的,只是方法2用简洁的写法。for循环在下一章会讲。

# 通过已有的列表生成新列表
>>> lst
[0, 1, 2, 3, 4]
>>> lst2 = [i for i in lst if i > 2]
>>> lst2
[3, 4]
   3.1.8 遍历列表
   如果既要遍历索引又要遍历元素,可以这样写。
方法1:
>>> lst = ['a','b','c',1,2,3]
>>> for i in range(len(lst)):
...   print i,lst[i]         
...
0 a
1 b
2 c
3 1
4 2
5 3
方法2:
>>> for index, value in enumerate(lst):
...   print index,value
...
0 a
1 b
2 c
3 1
4 2
5 3
   又学了一个新函数enumrate(),可遍历列表、字符串的下标和元素。
3.2 元组(Tuple)
   元组与列表类型,不同之处在于元素的元素不可修改。
   2.1 定义元组
     t = ('a','b','c',1,2,3)
   用小括号括起来,元素以逗号分隔,字符串用单引号引起来,整数不用。       
   2.2 基本操作
   count()和index()方法和切片使用方法与列表使用一样,这里不再讲解。
3.3 集合(set)
   集合是一个无序不重复元素的序列,主要功能用于删除重复元素和关系测试。
   集合对象还支持联合(union),交集(intersection),差集(difference)和对称差集(sysmmetric difference)数学运算。
   需要注意的是,集合对象不支持索引,因此不可以被切片。
   3.3.1 定义集合
      >>> s = set()
>>> s
set([])
   使用set()函数创建集合。   
3.3.2 基本操作
# 添加元素
>>> s.add('a')
>>> s
set(['a'])
>>> s.add('b')
>>> s
set(['a', 'b'])
>>> s.add('c')
>>> s
set(['a', 'c', 'b'])
>>> s.add('c')
>>> s
set(['a', 'c', 'b'])
说明:可以看到,添加的元素是无序的,并且不重复的。

# update方法事把传入的元素拆分为个体传入到集合中。与直接set('1234')效果一样。
>>> s.update('1234')
>>> s
set(['a', 'c', 'b', '1', '3', '2', '4'])
# 删除元素
>>> s.remove('4')   
>>> s
set(['a', 'c', 'b', '1', '3', '2'])
# 删除元素,没有也不会报错,而remove会报错
>>> s.discard('4')   
>>> s
set(['a', 'c', 'b', '1', '3', '2'])
# 删除第一个元素
>>> s.pop()
'a'
>>> s
set(['c', 'b', '1', '3', '2'])
# 清空元素
>>> s.clear()
>>> s
set([])

# 列表转集合,同时去重
>>> lst = ['a','b','c',1,2,3,1,2,3]
>>> s = set(lst)
>>> s
set(['a', 1, 'c', 'b', 2, 3])
3.3.3 关系测试
符号
描述
-
差集
&
交集
|
合集、并集
!=
不等于
==
等于
in
是成员为真
not in
不是成员为真
 示例:
# 返回差集
>>> a - b
set(['1', '3', '2'])
>>> b - a
set(['9', '8', '7'])
# 返回交集
>>> a & b
set(['5', '4', '6'])
# 返回合集
>>> a | b
set(['1', '3', '2', '5', '4', '7', '6', '9', '8'])
# 不等于
>>> a != b
True
# 等于
>>> a == b
False
# 存在为真
>>> '1' in a
True
# 不存在为真
>>> '7' not in a
True

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3.4 字典{Dict}
   序列是以连续的整数位索引,与字典不同的是,字典以关键字为索引,关键字可以是任意不可变对象(不可修改),通常是字符串或数值。
   字典是一个无序键:值(Key:Value)集合,在一字典中键必须是互不相同的,
   3.4.1 定义字典
     >>> d = {'a':1, 'b':2, 'c':3}
   用大括号括起来,一个键对应一个值,冒号分隔,多个键值逗号分隔。
   3.4.2 基本操作
# 返回所有键值
>>> d.items()
[('a', 1), ('c', 3), ('b', 2)]
# 返回所有键
>>> d.keys()
['a', 'c', 'b']
# 查看所有值
>>> d.values()
[1, 3, 2]
# 添加键值
>>> d['e'] = 4
>>> d
{'a': 1, 'c': 3, 'b': 2, 'e': 4}
# 获取单个键的值,如果这个键不存在就会抛出KeyError错误
>>> d['a']
>>> 1
# 获取单个键的值,如果有这个键就返回对应的值,否则返回自定义的值no
>>> d.get('a','no')
1
>>> d.get('f','no')
no
# 删除第一个键值
>>> d.popitem()
('a', 1)
>>> d
{'c': 3, 'b': 2, 'e': 4}
# 删除指定键
>>> d.pop('b')
2
>>> d
{'c': 3, 'e': 4}
# 添加其他字典键值到本字典
>>> d
{'c': 3, 'e': 4}
>>> d2 = {'a':1}
>>> d.update(d2) 
>>> d
{'a': 1, 'c': 3, 'e': 4}
# 拷贝为一个新字典
>>> d
{'a': 1, 'c': 3, 'e': 4}
>>> dd = d.copy()
>>> dd
{'a': 1, 'c': 3, 'e': 4}
>>> d
{'a': 1, 'c': 3, 'e': 4}
# 判断键是否在字典
>>> d.has_key('a')
True
>>> d.has_key('b')
False
    3.4.3 可迭代对象
   字典提供了几个获取键值的迭代器,方便我们在写程序时处理,就是下面以iter开头的方法。
d.iteritems()  # 获取所有键值,很常用
d.iterkeys()   # 获取所有键
d.itervalues() # 获取所有值

# 遍历iteritems()迭代器
>>> for i in d.iteritems():
...   print i
...
('a', 1)
('c', 3)
('b', 2)
说明:以元组的形式打印出了键值
如果我们只想得到键或者值呢,就可以通过元组下标来分别获取键值:
>>> for i in d.iteritems():   
...   print "%s:%s" %(i[0],i[1])
...
a:1
c:3
b:2
有比上面更好的方法实现:
>>> for k, v in d.iteritems():
...   print "%s: %s" %(k, v)   
...
a: 1
c: 3
b: 2
这样就可以很方面处理键值了!

# 遍历其他两个迭代器也是同样的方法
>>> for i in d.iterkeys():
...   print i
...
a
c
b
>>> for i in d.itervalues():
...   print i
...
1
3
2
   说明:上面用到了for循环来遍历迭代器,for循环的用法在下一章会详细讲解。
   3.4.4 一个键多个值
   一个键对应一个值,有些情况无法满足需求,字典允许一个键多个值,也就是嵌入其他数组,包括字典本身。
      # 嵌入列表
>>> d = {'a':[1,2,3], 'b':2, 'c':3}
>>> d['a']    
[1, 2, 3]  
>>> d['a'][0]  # 获取值
1
>>> d['a'].append(4)  # 追加元素
>>> d
{'a': [1, 2, 3, 4], 'c': 3, 'b': 2}
# 嵌入元组
>>> d = {'a':(1,2,3), 'b':2, 'c':3}   
>>> d['a'][1]
2
# 嵌入字典
>>> d = {'a':{'d':4,'e':5}, 'b':2, 'c':3}   
>>> d['a']
{'e': 5, 'd': 4}
>>> d['a']['d']    # 获取值
4
>>> d['a']['e'] = 6  # 修改值
>>> d
{'a': {'e': 6, 'd': 4}, 'c': 3, 'b': 2}

3.5 额外的数据类型
   colloctions()函数在内置数据类型基础上,又增加了几个额外的功能,替代内建的字典、列表、集合、元组及其他数据类型。
   3.5.1 namedtuple
   namedtuple函数功能是使用名字来访问元组元素。
      语法:namedtuple("名称", [名字列表])

>>> from collections import namedtuple
>>> nt = namedtuple('point', ['a', 'b', 'c'])
>>> p = nt(1,2,3)
>>> p.a
1
>>> p.b
2
>>> p.c
3
   namedtuple函数规定了tuple元素的个数,并定义的名字个数与其对应。
   3.5.2 deque
   当list数据量大时,插入和删除元素会很慢,deque的作用就是为了快速实现插入和删除元素的双向列表。
>>> from collections import deque
>>> q = deque(['a', 'b', 'c'])
>>> q.append('d')
>>> q
deque(['a', 'b', 'c', 'd'])
>>> q.appendleft(0)
>>> q
deque([0, 'a', 'b', 'c', 'd'])
>>> q.pop()
'd'
>>> q.popleft()
0
   实现了插入和删除头部和尾部元素。比较适合做队列。
   3.5.3 Counter
   顾名思义,计数器,用来计数。
   例如,统计字符出现的个数:
>>> from collections import Counter
>>> c = Counter()
>>> for i in "Hello world!":
...   c[i] += 1             
...
>>> c
Counter({'l': 3, 'o': 2, '!': 1, ' ': 1, 'e': 1, 'd': 1, 'H': 1, 'r': 1, 'w': 1})
   结果是以字典的形式存储,实际Counter是dict的一个子类。
   3.5.4 OrderedDict
   内置dict是无序的,OrderedDict函数功能就是生成有序的字典。
   例如,根据前后插入顺序排列:
>>> d = {'a':1, 'b':2, 'c':3}
>>> d   # 默认dict是无序的
{'a': 1, 'c': 3, 'b': 2}

>>> from collections import OrderedDict
>>> od = OrderedDict()
>>> od['a'] = 1
>>> od['b'] = 2
>>> od['c'] = 3
>>> od
OrderedDict([('a', 1), ('b', 2), ('c', 3)])

# 转为字典
>>> import json 
>>> json.dumps(od)
'{"a": 1, "b": 2, "c": 3}'
    OrderedDict输出的结果是列表,元组为元素,如果想返回字典格式,可以通过json模块进行转化。

3.6 数据类型转换
   3.6.1 常见数据类型转换
# 转整数
>>> i = '1'
>>> type(i)
<type 'str'>
>>> type(int(i))
<type 'int'>
# 转浮点数
>>> f = 1
>>> type(f)
<type 'int'>
>>> type(float(f))
<type 'float'>
# 转字符串
>>> i = 1
>>> type(i)
<type 'int'>
>>> type(int(1))
<type 'int'>
# 字符串转列表
方式1:
>>> s = 'abc'
>>> lst = list(s)
>>> lst
['a', 'b', 'c']
方式2:
>>> s = 'abc 123'
>>> s.split()   
['abc', '123']
# 列表转字符串
>>> s = ""
>>> s = ''.join(lst)
>>> s
'abc'
# 元组转列表
>>> lst
['a', 'b', 'c']
>>> t = tuple(lst)
>>> t
('a', 'b', 'c')
# 列表转元组
>>> lst = list(t)
>>> lst
['a', 'b', 'c']
# 字典格式字符串转字典
方法1:
>>> s = '{"a": 1, "b": 2, "c": 3}'
>>> type(s)
<type 'str'>
>>> d = eval(s)
>>> d
{'a': 1, 'c': 3, 'b': 2}
>>> type(d)
<type 'dict'>
方法2:
>>> import json
>>> s = '{"a": 1, "b": 2, "c": 3}'
>>> json.loads(s)
{u'a': 1, u'c': 3, u'b': 2}
>>> d = json.loads(s)
>>> d
{u'a': 1, u'c': 3, u'b': 2}
>>> type(d)
<type 'dict'>
   3.6.2 学习两个新内建函数
       1) join()
         join()函数是字符串操作函数,用于字符串连接。
# 字符串时,每个字符作为单个体
>>> s = "ttt"
>>> ".".join(s)
't.t.t'
# 以逗号连接元组元素,生成字符串,与上面的列表用法一样。
>>> t = ('a', 'b', 'c')
>>> s = ",".join(t)
>>> s
'a,b,c'
           # 字典
>>> d = {'a':1, 'b':2, 'c':3}
>>> ",".join(d)
'a,c,b'
       2) eval()
         eval()函数将字符串当成Python表达式来处理。
>>> s = "abc"
>>> eval('s')
'abc'
>>> a = 1
>>> eval('a + 1')
2
>>> eval('1 + 1')
2

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