Python中的数据序列其二

前言

在Python编程中，字典(dict)、集合(set)和序列(列表list、元组tuple)是三种最常用的数据结构。虽然它们各自有独特的特点和用途，但Python为它们设计了许多相似的公共方法，这体现了Python语言设计的一致性。掌握这些公共方法不仅能提高代码效率，还能让我们的编程思维更加清晰。

一、字典

1、为什么需要字典(dict)

字典是Python中唯一的内置映射类型，它存储键值对，键必须是不可变类型（如字符串、数字、元组），而值可以是任意类型。字典中的键是唯一的，但值可以重复。

2、Python中字典(dict)的概念

特点：

1. 符号为大括号（花括号）=> {}
2. 数据为键值对形式出现 => {key:value}，key：键名，value：值，在同一个字典中，key必须是唯一（类似于索引下标）
3. 各个键值对之间用逗号隔开

定义：

# 有数据字典 dict1 = {'name': 'Tom', 'age': 20, 'gender': '男'} # 空字典 dict2 = {} dict3 = dict() print(dict1) # {'name': 'Tom', 'age': 20, 'gender': '男'} print(dict2) # {} print(dict3) # {}

在Python代码中，字典中的key必须使用引号引起来

3.字典的增删改查操作

增操作（重点）

基本语法：

字典名称[key] = value

注：如果key存在则修改这个key对应的值；如果key不存在则新增此键值对。

案例：

# 1、定义⼀个空字典 person = {} # 2、向字典中添加数据 person['name'] = '刘备' person['age'] = 40 person['address'] = '蜀中' # 3、使⽤print⽅法打印person字典 print(person) # {'name': '刘备', 'age': 40, 'address': '蜀中'}

删操作

• del 字典名称[key]：删除指定元素

# 1、定义⼀个有数据的字典 person = {'name': '王⼤锤', 'age': 28, 'gender': 'male', 'address': '⻓沙市岳麓区' } # 2、删除字典中的某个元素（如gender） del person['gender'] # 3、打印字典 print(person) # {'name': '王⼤锤', 'age': 28, 'address': '⻓沙市岳麓区'}

• clear()方法：清空字典中的所有key

# 1、定义⼀个有数据的字典 person = {'name': '王⼤锤', 'age': 28, 'gender': 'male', 'address': '⻓沙市岳麓区' } # 2、使⽤clear()⽅法清空字典 person.clear() # 3、打印字典 print(person) # {}

改操作

基本语法：

字典名称[key] = value

注：如果key存在则修改这个key对应的值；如果key不存在则新增此键值对。

案例：

# 1、定义字典 person = {'name': '孙悟空', 'age': 600, 'address': '花果⼭'} # 2、修改字典中的数据（address） person['address'] = '东⼟⼤唐' # 3、打印字典 print(person) # {'name': '孙悟空', 'age': 600, 'address': '东⼟⼤唐'}

查操作

• 查询方法：使用具体的某个key查询数据，如果未找到，则直接报错。

字典序列[key]

• 字典的相关查询方法

1. keys()：以列表返回⼀个字典所有的键
2. values()：以列表返回字典中的所有值
3. items()：以列表返回可遍历的(键, 值) 元组 数据
4. enumerate()：把⼀个容器类型（如列表）的数据 构改造成key:value结构

案例1：提取person字典中的所有key

# 1、定义⼀个字典 person = {'name': '貂蝉', 'age': 18, 'mobile': '13765022249'} # 2、提取字典中的name、age以及mobile属性 print(person.keys()) # dict_keys(['name', 'age', 'mobile'])

案例2：提取person字典中的所有value值

# 1、定义⼀个字典 person = {'name': '貂蝉', 'age': 18, 'mobile': '13765022249'} # 2、提取字典中的貂蝉、18以及13765022249号码 print(person.values()) # dict_values({'貂蝉', 18, '13765022249'})

案例3：使用items()方法提取数据

# 1、定义⼀个字典 person = {'name': '貂蝉', 'age': 18, 'mobile': '13765022249'} # 2、调⽤items⽅法获取数据，dict_items([('name', '貂蝉'), ('age', 18), ('mobile', '13765022249')]) # print(person.items()) # 3、结合for循环对字典中的数据进⾏遍历 for key, value in person.items(): print(f'{key}：{value}') # name：貂蝉 # age：18 # mobile：13765022249

案例4：enumerate()，把一个容器类型（如列表）的数据构造成key:value结构

list1 = [10, 20, 30, 40, 50] n = 1 for i in list1: print(f'第{n}个数：{i}') n += 1 print('-' * 40) for key, value in enumerate(list1): print(f'第{key + 1}个数：{value}') # 第1个数：10 # 第2个数：20 # 第3个数：30 # 第4个数：40 # 第5个数：50 # ---------------------------------------- # 第1个数：10 # 第2个数：20 # 第3个数：30 # 第4个数：40 # 第5个数：50

综合案例

# 初始化学生列表 students = [] def student_input(): """获取学生姓名输入""" name = input("请输入学生的姓名:") return name def add_student(): """添加学生信息""" print("\n--- 添加学生信息 ---") name = input("请输入学生的姓名:") age = int(input("请输入学生的年龄:")) score = int(input("请输入学生的成绩:")) student = {"name": name, "age": age, "score": score} students.append(student) print(f"学生 {name} 添加成功!") def query_student(): """查询学生信息""" print("\n--- 查询学生信息 ---") name = input("请输入学生的姓名:") for student in students: if student["name"] == name: print("=" * 30) print(f"姓名: {student['name']}") print(f"年龄: {student['age']}") print(f"成绩: {student['score']}") print("=" * 30) break else: print("没有该学生") def modify_student(): """修改学生信息""" print("\n--- 修改学生信息 ---") name = student_input() found = False for student in students: if student["name"] == name: print(f"找到学生 {name}，当前信息:") print(f"姓名: {student['name']}, 年龄: {student['age']}, 成绩: {student['score']}") # 获取新的信息 new_age = input("请输入新的年龄(直接回车保持原值): ") if new_age: student["age"] = int(new_age) new_score = input("请输入新的成绩(直接回车保持原值): ") if new_score: student["score"] = int(new_score) print(f"学生 {name} 信息修改成功!") found = True break if not found: print("没有该学生") def delete_student(): """删除学生信息""" print("\n--- 删除学生信息 ---") name = student_input() for i, student in enumerate(students): if student["name"] == name: print(f"找到学生 {name}，确认删除吗? (y/n): ", end="") confirm = input().lower() if confirm == 'y': del students[i] print(f"学生 {name} 删除成功!") else: print("删除操作已取消") break else: print("没有该学生") def show_all_students(): """显示所有学生信息""" print("\n--- 所有学生信息 ---") if not students: print("暂无学生信息") return print("序号\t姓名\t年龄\t成绩") print("-" * 30) for i, student in enumerate(students, 1): print(f"{i}\t{student['name']}\t{student['age']}\t{student['score']}") # 显示统计信息 print("\n统计信息:") print(f"学生总数: {len(students)}") if students: avg_score = sum(s["score"] for s in students) / len(students) print(f"平均成绩: {avg_score:.1f}") def main(): """主程序""" print("=" * 60) print("学生信息管理系统") print("=" * 60) while True: print("\n" + "-" * 60) choice = input( "请输入您的操作：1.添加学生信息\t\t2.查询学生信息\t\t3.修改学生信息\t\t4.删除学生信息\t\t5.显示所有学生\t\t6.退出：") # 检查输入是否有效 if not choice.isdigit(): print("输入错误，请输入数字1-6") continue choice = int(choice) if choice == 1: add_student() elif choice == 2: query_student() elif choice == 3: modify_student() elif choice == 4: delete_student() elif choice == 5: show_all_students() elif choice == 6: print("感谢使用学生信息管理系统，再见！") break else: print("输入错误，请输入1-6之间的数字") # 运行程序 if __name__ == "__main__": main()

二、集合

1.什么是集合

集合（set）是一个无序的不重复元素序列。

1. 天生去重
2. 无序

2.集合的定义

在Python中，我们可以使用一对花括号{}或者set()方法来定义集合，但是如果你定义的集合是一个空集合，则只能使用set()方法。

# 定义⼀个集合 s1 = {10, 20, 30, 40, 50} print(s1) # {10, 20, 30, 40, 50} print(type(s1)) # <class 'set'> # 定义⼀个集合：集合中存在相同的数据 s2 = {'刘备', '曹操', '孙权', '曹操'} print(s2) # {'刘备', '孙权', '曹操'} print(type(s1)) # <class 'set'> # 定义空集合 s3 = {} s4 = set() print(type(s3)) # <class 'dict'> print(type(s4)) # <class 'set'>

3.集合操作的相关方法（增删查）

增操作

add()方法：向集合中增加一个元素（单一）

students = set() students.add('张三') students.add('李四') print(students) # {'张三', '李四'}

删操作

remove()方法：删除集合中的指定数据，如果数据不存在则报错。

# 1、定义⼀个集合 products = {'萝⼘', '⽩菜', '⽔蜜桃', '奥利奥', '⻄红柿', '凤梨'} # 2、使⽤remove⽅法删除⽩菜这个元素 products.remove('⽩菜') print(products) # {'⽔蜜桃', '⻄红柿', '奥利奥', '萝⼘', '凤梨'}

查操作

• in ：判断某个元素是否在集合中，如果在，则返回True，否则返回False
• not in ：判断某个元素不在集合中，如果不在，则返回True，否则返回False

# 定义⼀个set集合 s1 = {'张三', '李四', '王五'} # 判断刘帅是否在s1集合中 if '张三' in s1: print('张三在s1集合中') else: print('张三没有出现在s1集合中')

• 集合的遍历操作

# 定义⼀个set集合 s1 = {'张三', '李四', '王五'} for i in s1: print(i) # 王五 # 张三 # 李四

三、数据序列中的公共方法

1.什么是公共方法

所谓的公共方法就是支持大部分数据序列。

2.常见公共方法

1. +：合并
2. *：复制
3. in：元素是否存在
4. not in：元素是否存在
5. max()：返回容器中的最大值
6. min()：返回容器中的最小值

案例1：+ 合并

# 1、+加号，代表两个序列之间的连接与整合 str1 = 'hello' str2 = 'world' print(str1 + str2) # helloworld # 2、定义两个列表，对其数据进⾏整合 list1 = ['刘备', '关⽻'] list2 = ['诸葛亮', '赵云'] print(list1 + list2) # ['刘备', '关⽻', '诸葛亮', '赵云'] # 3、定义两个元组，对其数据进⾏整合 tuple1 = (10, 20) tuple2 = (30, 40) print(tuple1 + tuple2) # (10, 20, 30, 40)

案例2：* 复制，其中set与int类型不支持

# 1、字符串与乘号的关系 print('-' * 40) print('Python管理系统V1.0') print('-' * 40) # 2、列表与乘号的关系 list1 = ['*'] print(list1 * 10) # 3、元组与乘号的关系 tuple1 = (10, ) print(tuple1 * 10)

案例3：in与not in方法

ips = ['192.168.10.11', '10.1.1.100', '172.15.184.31'] if '10.1.1.100' in ips: print('列表中元素已存在') else: print('列表中元素不存在')

案例4：求某个序列中元素的最大值和最小值

num1 = int(input('请输⼊第⼀个数：')) num2 = int(input('请输⼊第⼆个数：')) num3 = int(input('请输⼊第三个数：')) list1 = [num1, num2, num3] max_num = max(list1) min_num = min(list1) print(f'最⼤值：{max_num}') print(f'最⼩值：{min_num}')

3.容器类型之间的相互转换

list()方法：把某个序列类型的数据转化为列表

# 1、定义元组类型的序列 tuple1 = (10, 20, 30) print(list(tuple1)) # [10, 20, 30] # 2、定义⼀个集合类型的序列 set1 = {'a', 'b', 'c', 'd'} print(list(set1)) # ['a', 'b', 'c', 'd']

tuple()方法：把某个序列类型的数据转化为元组

# 1、定义⼀个列表类型的数据 list1 = ['a', 'b', 'c', 'd'] print(tuple(list1)) # ('a', 'b', 'c', 'd') # 2、定义⼀个集合类型的数据 set1 = {10, 20, 30, 40} print(tuple(set1)) # (10, 20, 30, 40)

set()方法：将某个序列转换成集合

注意：

1. 集合可以快速完成列表去重
2. 集合不支持下标

# 1、定义⼀个列表类型的数据 list1 = ['a', 'b', 'c', 'd', 'a'] print(set(list1)) # {'b', 'a', 'd', 'c'} # 2、定义⼀个元组类型的数据 tuple1 = (10, 20, 30, 40) print(set(tuple1)) # {10, 20, 30, 40}

总结

在Python编程领域中，字典、集合与数据序列（主要包括列表与元组）虽然各自承担着不同的数据组织使命，却共享着一套精心设计的公共方法体系，这深刻体现了Python语言追求一致性与简洁性的设计哲学。这些公共方法如同一条无形的纽带，将三者紧密联系，显著降低了学习与使用的认知负担。