大家好,我是辣条, 最近不少人找到我问我很多跟数据类型相关的问题,于是我这里就跟大家讲几个常见的数据类型,篇幅有点长 但是耐心看完之后你会很好的掌握这些常见的数据类型的。
另外还有人在问怎么找辣条的,今天再跟大家说一下。
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目录
一,字符串
前言
字符串的定义
转义字符和原始字符串
字符串的运算
拼接和重复
比较运算
成员运算
获取字符串长度
索引和切片
循环遍历每个字符
字符串的方法
大小写相关操作
查找操作
性质判断
格式化字符串
修剪操作
替换操作
拆分/合并操作
编码/解码操作
其他方法
简单的总结
二,元组
常用数据结构之元组
定义和使用元组
元组的应用场景
例子1:打包和解包操作。
例子2:交换两个变量的值。
元组和列表的比较
简单的总结
一,字符串
前言
第二次世界大战促使了现代电子计算机的诞生,世界上的第一台通用电子计算机叫ENIAC(电子数值积分计算机),诞生于美国的宾夕法尼亚大学,占地167平米,重量27吨,每秒钟大约能够完成约5000次浮点运算,如下图所示。ENIAC诞生之后被应用于导弹弹道的计算,而数值计算也是现代电子计算机最为重要的一项功能。
随着时间的推移,虽然数值运算仍然是计算机日常工作中最为重要的组成部分,但是今天的计算机还要处理大量的以文本形式存在的信息。如果我们希望通过Python程序来操作本这些文本信息,就必须要先了解字符串这种数据类型以及与它相关的知识。
字符串的定义
所谓字符串,就是由零个或多个字符组成的有限序列,一般记为:
s = a 1 a 2 ⋯ a n ( 0 ≤ n ≤ ∞ ) s = a_1a_2 \cdots a_n \,\,\,\,\, (0 \le n \le \infty)
s=a
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a
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⋯a
n
(0≤n≤∞)
在Python程序中,如果我们把单个或多个字符用单引号或者双引号包围起来,就可以表示一个字符串。字符串中的字符可以是特殊符号、英文字母、中文字符、日文的平假名或片假名、希腊字母、Emoji字符等。
s1 = 'hello, world!'
s2 = "你好,世界!"
print(s1, s2)
以三个双引号或单引号开头的字符串可以折行
s3 = '''
hello,
world!
'''
print(s3, end='')
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提示:print函数中的end=''表示输出后不换行,即将默认的结束符\n(换行符)更换为''(空字符)。
转义字符和原始字符串
可以在字符串中使用\(反斜杠)来表示转义,也就是说\后面的字符不再是它原来的意义,例如:\n不是代表反斜杠和字符n,而是表示换行;\t也不是代表反斜杠和字符t,而是表示制表符。所以如果字符串本身又包含了'、"、\这些特殊的字符,必须要通过\进行转义处理。例如要输出一个带单引号或反斜杠的字符串,需要用如下所示的方法。
s1 = '\'hello, world!\''
print(s1)
s2 = '\hello, world!\'
print(s2)
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Python中的字符串可以r或R开头,这种字符串被称为原始字符串,意思是字符串中的每个字符都是它本来的含义,没有所谓的转义字符。例如,在字符串'hello\n'中,\n表示换行;而在r'hello\n'中,\n不再表示换行,就是反斜杠和字符n。大家可以运行下面的代码,看看会输出什么。
字符串s1中\t是制表符,\n是换行符
s1 = '\time up \now'
print(s1)
字符串s2中没有转义字符,每个字符都是原始含义
s2 = r'\time up \now'
print(s2)
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Python中还允许在\后面还可以跟一个八进制或者十六进制数来表示字符,例如\141和\x61都代表小写字母a,前者是八进制的表示法,后者是十六进制的表示法。另外一种表示字符的方式是在\u后面跟Unicode字符编码,例如\u9a86\u660a代表的是中文“骆昊”。运行下面的代码,看看输出了什么。
s1 = '\141\142\143\x61\x62\x63'
s2 = '\u9a86\u660a'
print(s1, s2)
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字符串的运算
Python为字符串类型提供了非常丰富的运算符,我们可以使用+运算符来实现字符串的拼接,可以使用*运算符来重复一个字符串的内容,可以使用in和not in来判断一个字符串是否包含另外一个字符串,我们也可以用[]和[:]运算符从字符串取出某个字符或某些字符。
拼接和重复
下面的例子演示了使用+和*运算符来实现字符串的拼接和重复操作。
s1 = 'hello' + ' ' + 'world'
print(s1) # hello world
s2 = '!' * 3
print(s2) # !!!
s1 += s2 # s1 = s1 + s2
print(s1) # hello world!!!
s1 = 2 # s1 = s1 2
print(s1) # hello world!!!hello world!!!
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用实现字符串的重复是非常有意思的一个运算符,在很多编程语言中,要表示一个有10个a的字符串,你只能写成"aaaaaaaaaa",但是在Python中,你可以写成'a' 10。你可能觉得"aaaaaaaaaa"这种写法也没有什么不方便的,那么想一想,如果字符a要重复100次或者1000次又会如何呢?
比较运算
对于两个字符串类型的变量,可以直接使用比较运算符比较两个字符串的相等性或大小。需要说明的是,因为字符串在计算机内存中也是以二进制形式存在的,那么字符串的大小比较比的是每个字符对应的编码的大小。例如A的编码是65, 而a的编码是97,所以'A' < 'a'的结果相当于就是65 < 97的结果,很显然是True;而'boy' < 'bad',因为第一个字符都是'b'比不出大小,所以实际比较的是第二个字符的大小,显然'o' < 'a'的结果是False,所以'boy' < 'bad'的结果也是False。如果不清楚两个字符对应的编码到底是多少,可以使用ord函数来获得,例如ord('A')的值是65,而ord('昊')的值是26122。下面的代码为大家展示了字符串的比较运算。
s1 = 'a whole new world'
s2 = 'hello world'
print(s1 == s2, s1 < s2) # False True
print(s2 == 'hello world') # True
print(s2 == 'Hello world') # False
print(s2 != 'Hello world') # True
s3 = '骆昊'
print(ord('骆'), ord('昊')) # 39558 26122
s4 = '王大锤'
print(ord('王'), ord('大'), ord('锤')) # 29579 22823 38180
print(s3 > s4, s3 <= s4) # True False
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需要强调一下的是,字符串的比较运算比较的是字符串的内容,Python中还有一个is运算符(身份运算符),如果用is来比较两个字符串,它比较的是两个变量对应的字符串对象的内存地址(不理解先跳过),简单的说就是两个变量是否对应内存中的同一个字符串。看看下面的代码就比较清楚is运算符的作用了。
s1 = 'hello world'
s2 = 'hello world'
s3 = s2
比较字符串的内容
print(s1 == s2, s2 == s3) # True True
比较字符串的内存地址
print(s1 is s2, s2 is s3) # False True
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成员运算
Python中可以用in和not in判断一个字符串中是否存在另外一个字符或字符串,in和not in运算通常称为成员运算,会产生布尔值True或False,代码如下所示。
s1 = 'hello, world'
print('wo' in s1) # True
s2 = 'goodbye'
print(s2 in s1) # False
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获取字符串长度
获取字符串长度没有直接的运算符,而是使用内置函数len,我们在上节课的提到过这个内置函数,代码如下所示。
s = 'hello, world'
print(len(s)) # 12
print(len('goodbye, world')) # 14
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索引和切片
如果希望从字符串中取出某个字符,我们可以对字符串进行索引运算,运算符是[n],其中n是一个整数,假设字符串的长度为N,那么n可以是从0到N-1的整数,其中0是字符串中第一个字符的索引,而N-1是字符串中最后一个字符的索引,通常称之为正向索引;在Python中,字符串的索引也可以是从-1到-N的整数,其中-1是最后一个字符的索引,而-N则是第一个字符的索引,通常称之为负向索引。注意,因为字符串是不可变类型,所以不能通过索引运算修改字符串中的字符。
s = 'abc123456'
N = len(s)
获取第一个字符
print(s[0], s[-N]) # a a
获取最后一个字符
print(s[N-1], s[-1]) # 6 6
获取索引为2或-7的字符
print(s[2], s[-7]) # c c
获取索引为5和-4的字符
print(s[5], s[-4]) # 3 3
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需要提醒大家注意的是,在进行索引操作时,如果索引越界(正向索引不在0到N-1范围,负向索引不在-1到-N范围),会引发IndexError异常,错误提示信息为:string index out of range(字符串索引超出范围)。
如果要从字符串中取出多个字符,我们可以对字符串进行切片,运算符是[i:j:k],其中i是开始索引,索引对应的字符可以取到;j是结束索引,索引对应的字符不能取到;k是步长,默认值为1,表示从前向后获取相邻字符的连续切片,所以:k部分可以省略。假设字符串的长度为N,当k > 0时表示正向切片(从前向后获取字符),如果没有给出i和j的值,则i的默认值是0,j的默认值是N;当k < 0时表示负向切片(从后向前获取字符),如果没有给出i和j的值,则i的默认值是-1,j的默认值是-N - 1。如果不理解,直接看下面的例子,记住第一个字符的索引是0或-N,最后一个字符的索引是N-1或-1就行了。
s = 'abc123456'
i=2, j=5, k=1的正向切片操作
print(s[2:5]) # c12
i=-7, j=-4, k=1的正向切片操作
print(s[-7:-4]) # c12
i=2, j=9, k=1的正向切片操作
print(s[2:]) # c123456
i=-7, j=9, k=1的正向切片操作
print(s[-7:]) # c123456
i=2, j=9, k=2的正向切片操作
print(s[2::2]) # c246
i=-7, j=9, k=2的正向切片操作
print(s[-7::2]) # c246
i=0, j=9, k=2的正向切片操作
print(s[::2]) # ac246
i=1, j=-1, k=2的正向切片操作
print(s[1:-1:2]) # b135
i=7, j=1, k=-1的负向切片操作
print(s[7:1:-1]) # 54321c
i=-2, j=-8, k=-1的负向切片操作
print(s[-2:-8:-1]) # 54321c
i=7, j=-10, k=-1的负向切片操作
print(s[7::-1]) # 54321cba
i=-1, j=1, k=-1的负向切片操作
print(s[:1:-1]) # 654321c
i=0, j=9, k=1的正向切片
print(s[:]) # abc123456
i=0, j=9, k=2的正向切片
print(s[::2]) # ac246
i=-1, j=-10, k=-1的负向切片
print(s[::-1]) # 654321cba
i=-1, j=-10, k=-2的负向切片
print(s[::-2]) # 642ca
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循环遍历每个字符
如果希望从字符串中取出每个字符,可以使用for循环对字符串进行遍历,有两种方式。
方式一:
s1 = 'hello'
for index in range(len(s1)):
print(s1[index])
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方式二:
s1 = 'hello'
for ch in s1:
print(ch)
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字符串的方法
在Python中,我们可以通过字符串类型自带的方法对字符串进行操作和处理,对于一个字符串类型的变量,我们可以用变量名.方法名()的方式来调用它的方法。所谓方法其实就是跟某个类型的变量绑定的函数,后面我们讲面向对象编程的时候还会对这一概念详加说明。
大小写相关操作
下面的代码演示了和字符串大小写变换相关的方法。
s1 = 'hello, world!'
使用capitalize方法获得字符串首字母大写后的字符串
print(s1.capitalize()) # Hello, world!
使用title方法获得字符串每个单词首字母大写后的字符串
print(s1.title()) # Hello, World!
使用upper方法获得字符串大写后的字符串
print(s1.upper()) # HELLO, WORLD!
s2 = 'GOODBYE'
使用lower方法获得字符串小写后的字符串
print(s2.lower()) # goodbye
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查找操作
如果想在一个字符串中从前向后查找有没有另外一个字符串,可以使用字符串的find或index方法。
s = 'hello, world!'
find方法从字符串中查找另一个字符串所在的位置
找到了返回字符串中另一个字符串首字符的索引
print(s.find('or')) # 8
找不到返回-1
print(s.find('shit')) # -1
index方法与find方法类似
找到了返回字符串中另一个字符串首字符的索引
print(s.index('or')) # 8
找不到引发异常
print(s.index('shit')) # ValueError: substring not found
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在使用find和index方法时还可以通过方法的参数来指定查找的范围,也就是查找不必从索引为0的位置开始。find和index方法还有逆向查找(从后向前查找)的版本,分别是rfind和rindex,代码如下所示。
s = 'hello good world!'
从前向后查找字符o出现的位置(相当于第一次出现)
print(s.find('o')) # 4
从索引为5的位置开始查找字符o出现的位置
print(s.find('o', 5)) # 7
从后向前查找字符o出现的位置(相当于最后一次出现)
print(s.rfind('o')) # 12
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性质判断
可以通过字符串的startswith、endswith来判断字符串是否以某个字符串开头和结尾;还可以用is开头的方法判断字符串的特征,这些方法都返回布尔值,代码如下所示。
s1 = 'hello, world!'
startwith方法检查字符串是否以指定的字符串开头返回布尔值
print(s1.startswith('He')) # False
print(s1.startswith('hel')) # True
endswith方法检查字符串是否以指定的字符串结尾返回布尔值
print(s1.endswith('!')) # True
s2 = 'abc123456'
isdigit方法检查字符串是否由数字构成返回布尔值
print(s2.isdigit()) # False
isalpha方法检查字符串是否以字母构成返回布尔值
print(s2.isalpha()) # False
isalnum方法检查字符串是否以数字和字母构成返回布尔值
print(s2.isalnum()) # True
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格式化字符串
在Python中,字符串类型可以通过center、ljust、rjust方法做居中、左对齐和右对齐的处理。如果要在字符串的左侧补零,也可以使用zfill方法。
s = 'hello, world'
center方法以宽度20将字符串居中并在两侧填充*
print(s.center(20, '')) # hello, world*
rjust方法以宽度20将字符串右对齐并在左侧填充空格
print(s.rjust(20)) # hello, world
ljust方法以宽度20将字符串左对齐并在右侧填充~
print(s.ljust(20, '~')) # hello, world~~~~
在字符串的左侧补零
print('33'.zfill(5)) # 00033
print('-33'.zfill(5)) # -0033
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我们之前讲过,在用print函数输出字符串时,可以用下面的方式对字符串进行格式化。
a = 321
b = 123
print('%d %d = %d' % (a, b, a b))
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当然,我们也可以用字符串的方法来完成字符串的格式,代码如下所示。
a = 321
b = 123
print('{0} {1} = {2}'.format(a, b, a b))
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从Python 3.6开始,格式化字符串还有更为简洁的书写方式,就是在字符串前加上f来格式化字符串,在这种以f打头的字符串中,{变量名}是一个占位符,会被变量对应的值将其替换掉,代码如下所示。
a = 321
b = 123
print(f'{a} {b} = {a b}')
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如果需要进一步控制格式化语法中变量值的形式,可以参照下面的表格来进行字符串格式化操作。
变量值 占位符 格式化结果 说明
3.1415926 {:.2f} '3.14' 保留小数点后两位
3.1415926 {:+.2f} '+3.14' 带符号保留小数点后两位
-1 {:+.2f} '-1.00' 带符号保留小数点后两位
3.1415926 {:.0f} '3' 不带小数
123 {:0>10d} '0000000123' 左边补0,补够10位
123 {:x<10d} '123xxxxxxx' 右边补x ,补够10位
123 {:>10d} ' 123' 左边补空格,补够10位
123 {:<10d} '123 ' 右边补空格,补够10位
123456789 {:,} '123,456,789' 逗号分隔格式
0.123 {:.2%} '12.30%' 百分比格式
123456789 {:.2e} '1.23e+08' 科学计数法格式
修剪操作
字符串的strip方法可以帮我们获得将原字符串修剪掉左右两端空格之后的字符串。这个方法非常有实用价值,通常用来将用户输入中因为不小心键入的头尾空格去掉,strip方法还有lstrip和rstrip两个版本,相信从名字大家已经猜出来这两个方法是做什么用的。
s = ' jackfrued@126.com \t\r\n'
strip方法获得字符串修剪左右两侧空格之后的字符串
print(s.strip()) # jackfrued@126.com
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替换操作
如果希望用新的内容替换字符串中指定的内容,可以使用replace方法,代码如下所示。replace方法的第一个参数是被替换的内容,第二个参数是替换后的内容,还可以通过第三个参数指定替换的次数。
s = 'hello, world'
print(s.replace('o', '@')) # hell@, w@rld
print(s.replace('o', '@', 1)) # hell@, world
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拆分/合并操作
可以使用字符串的split方法将一个字符串拆分为多个字符串(放在一个列表中),也可以使用字符串的join方法将列表中的多个字符串连接成一个字符串,代码如下所示。
s = 'I love you'
words = s.split()
print(words) # ['I', 'love', 'you']
print('#'.join(words)) # I#love#you
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需要说明的是,split方法默认使用空格进行拆分,我们也可以指定其他的字符来拆分字符串,而且还可以指定最大拆分次数来控制拆分的效果,代码如下所示。
s = 'I#love#you#so#much'
words = s.split('#')
print(words) # ['I', 'love', 'you', 'so', 'much']
words = s.split('#', 3)
print(words) # ['I', 'love', 'you', 'so#much']
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编码/解码操作
Python中除了字符串str类型外,还有一种表示二进制数据的字节串类型(bytes)。所谓字节串,就是由零个或多个字节组成的有限序列。通过字符串的encode方法,我们可以按照某种编码方式将字符串编码为字节串,我们也可以使用字节串的decode方法,将字节串解码为字符串,代码如下所示。
a = '骆昊'
b = a.encode('utf-8')
c = a.encode('gbk')
print(b, c) # b'\xe9\xaa\x86\xe6\x98\x8a' b'\xc2\xe6\xea\xbb'
print(b.decode('utf-8'))
print(c.decode('gbk'))
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注意,如果编码和解码的方式不一致,会导致乱码问题(无法再现原始的内容)或引发UnicodeDecodeError错误导致程序崩溃。
其他方法
对于字符串类型来说,还有一个常用的操作是对字符串进行匹配检查,即检查字符串是否满足某种特定的模式。例如,一个网站对用户注册信息中用户名和邮箱的检查,就属于模式匹配检查。实现模式匹配检查的工具叫做正则表达式,Python语言通过标准库中的re模块提供了对正则表达式的支持,我们会在后续的课程中为大家讲解这个知识点。
简单的总结
知道如何表示和操作字符串对程序员来说是非常重要的,因为我们需要处理文本信息,Python中操作字符串可以用拼接、切片等运算符,也可以使用字符串类型的方法。
二,元组
常用数据结构之元组
Python中容器型的数据类型肯定不止列表一种,接下来我们为大家讲解另一种重要的容器型数据类型,它的名字叫元组(tuple)。
定义和使用元组
在Python中,元组也是多个元素按照一定的顺序构成的序列。元组和列表的不同之处在于,元组是不可变类型,这就意味着元组类型的变量一旦定义,其中的元素不能再添加或删除,而且元素的值也不能进行修改。定义元组通常使用()字面量语法,也建议大家使用这种方式来创建元组。元组类型支持的运算符跟列表是一样。下面的代码演示了元组的定义和运算。
定义一个三元组
t1 = (30, 10, 55)
定义一个四元组
t2 = ('骆昊', 40, True, '四川成都')
查看变量的类型
print(type(t1), type(t2)) #
查看元组中元素的数量
print(len(t1), len(t2)) # 3 4
通过索引运算获取元组中的元素
print(t1[0], t1[-3]) # 30 30
print(t2[3], t2[-1]) # 四川成都 四川成都
循环遍历元组中的元素
for member in t2:
print(member)
成员运算
print(100 in t1) # False
print(40 in t2) # True
拼接
t3 = t1 + t2
print(t3) # (30, 10, 55, '骆昊', 40, True, '四川成都')
切片
print(t3[::3]) # (30, '骆昊', '四川成都')
比较运算
print(t1 == t3) # False
print(t1 >= t3) # False
print(t1 < (30, 11, 55)) # True
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一个元组中如果有两个元素,我们就称之为二元组;一个元组中如果五个元素,我们就称之为五元组。需要提醒大家注意的是,()表示空元组,但是如果元组中只有一个元素,需要加上一个逗号,否则()就不是代表元组的字面量语法,而是改变运算优先级的圆括号,所以('hello', )和(100, )才是一元组,而('hello')和(100)只是字符串和整数。我们可以通过下面的代码来加以验证。
空元组
a = ()
print(type(a)) #
不是元组
b = ('hello')
print(type(b)) #
c = (100)
print(type(c)) #
一元组
d = ('hello', )
print(type(d)) #
e = (100, )
print(type(e)) #
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元组的应用场景
讲到这里,相信大家一定迫切的想知道元组有哪些应用场景,我们给大家举几个例子。
例子1:打包和解包操作。
当我们把多个用逗号分隔的值赋给一个变量时,多个值会打包成一个元组类型;当我们把一个元组赋值给多个变量时,元组会解包成多个值然后分别赋给对应的变量,如下面的代码所示。