大爽Python入门教程 2-1 认识容器

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1 什么是容器

先思考这样一个场景：
有五个学生，姓名分别为:
Alan, Bruce, Carlos, David, Emma.
需要给他们都打一遍招呼。
即按照以下格式输出一遍

hello, Alan!
hello, Bruce!
hello, Carlos!
hello, David!
hello, Emma!

如果一个一个print，代码重复度太高，且后续每多一个学生，需要跟着增加一行print。
20个学生就需要20行代码，100个学生就需要100行代码，
这样的代码是很糟糕的。

回顾第一章，我们可能能想到使用循环。
但是由于每个学生都有自己的名字，这些名字一般是不同的字符串，
所以不能直接使用第一章学到的for i in range(n)循环。

那么我们希望怎样一种循环？
我们希望：
有多少个学生，循环就执行多少次，
同时第几次循环中，我们能知道第几个学生的姓名信息。

实际上，
这会被分成两步去实现，
有一个东西，去存放学生的姓名信息。
使用循环，遍历(依次获取)这个东西里面存放的信息。

这样一种能存放其他变量信息的东西，称为容器。
python里面最常用的三种容器：

• 列表(list)
• 元组(tuple)
• 字典(dict，dictionary)

2 列表list

先回到我们刚才描述的场景，
对这个场景而言，选择列表list做为容器是最好的。

代码如下

# 首先，新建一个存放学生的姓名信息的容器，容器名为names
names = ["Alan", "Bruce", "Carlos", "David", "Emma"]

for name in names:  # 遍历容器：依次获取学生姓名信息
    print("hello, %s!" % name)

# 后面都为注释，
运行代码时，注释是不执行的。
注释主要是用来解释说明代码的用意。
方便别人看懂（也方便自己看懂）

列表基础

• 列表用[]来表示，内部存放的数据，称为项(item)或者元素(element)，不同元素用,分隔。
• 可以使用for ... in ...来遍历列表里面的元素(依次获取全部元素信息)
• 列表使用append(item)方法来添加新元素
• *列表内部的元素可以是不同的类型，但一个列表通常会存放相同类型的数据(不同类型的数据一般会分开存放)。
• *列表是有序的。
• *列表的类型为list。

使用示例

>>> names = ["Alan", "Bruce", "Carlos"]
>>> type(names)
<class 'list'>
>>> for name in names:
...     print(name)
...
Alan
Bruce
Carlos
>>> names.append("David")
>>> names
['Alan', 'Bruce', 'Carlos', 'David']
>>> for name in names:
...     print(name)
...
Alan
Bruce
Carlos
David

3 场景拓展

更近一步，假设这五个学生的数学成绩分别为:
90, 80, 85, 92, 81.

需要按以下格式展示他们的姓名和成绩，

Alan, your's math score is 90.
Bruce, your's math score is 80.
Carlos, your's math score is 85.
David, your's math score is 92.
Emma, your's math score is 81.

这个问题，有多种解决思路。

4 元组tuple

一种思路是，使用元组作为子容器
把每个学生的名字和分数一起放在一个元组里，
看作每个学生的个人信息，再把每个学生的个人信息(名字和分数组成的元组)放到列表里面。
代码如下

info_list = [
    ("Alan", 90),
    ("Bruce", 80),
    ("Carlos", 85),
    ("David", 92),
    ("Emma", 81),
]

for info in info_dict:
    name, score = info
    print("%s, your's math score is %s." % (name, score))

元组基础

• 元组用()来表示，内部存放的数据，称为项(item)或者元素(element)，不同元素用,分隔。
• 元组和列表很像，不过元组是不可变对象，不能添加、修改或删除项。
  所以一般定义了一个元组，元组元素的数量就是固定的，
  所以可以直接用相同的固定数量的变量来承接元组中的项。
• *元组的类型为tuple。

使用示例

>>> info = ("Alan", 90)
>>> type(info)
<class 'tuple'>
>>> name, score = info
>>> name
'Alan'
>>> score
90
>>> for item in info:
...     print(item)
...
Alan
90

补充说明：一般定义了一个元组，元组元素的数量就是固定的，
所以可以直接用相同的固定数量的变量来承接元组中的项。

其实列表也可以用同等数量的变量来承接列表的所有元素。
但是列表的元素数量是可变的，即数量是不固定的，所以一般不这么做。

一般不用for循环来取元组的值，而是直接用同样个数的变量来取。

5 字典dict

另一种思路是，使用字典作为容器。
那么学生的名字和分数就是一一对应的关系。
代码如下

info_dict = {
    'Alan': 90,
    'Bruce': 80,
    'Carlos': 85,
    'David': 92,
    'Emma': 81
}

for name in info_dict:
    score = info_dict[name]
    print("%s, your's math score is %s." % (name, score))

补充说明：原本python的字典是无序的(目前很多老教程也是这么说的)，
那么这个输出的顺序不能保证一致，可能是乱的。
不过python3.6以后，字典就改成有序的了（遵循先后顺序，也叫插入顺序），
所以这个输出是完全符合的。

字典基础

• 字典用{}来表示，内部存放键值对，键值对内部用:分隔键与值，即key: value，不同键值对用,分隔。

• 可以使用for ... in ...来遍历字典里面的键(依次获取全部键)

• 字典的键的类型，只能为字符串、数字、元组。

• 字典的键是唯一的，不能重复。

• 字典的值的类型，可以为任何类型。

• 字典的键可以是不同的类型，值也可以是不同的类型，但通常，一个字典的键会使用相同类型，值也使用相同类型。

• 字典通过dict[key]来取值，dict[key]=value赋值(如果key已存在就是修改值)。

使用示例

>>> info_dict = {
...    'Alan': 90,
...    'Bruce': 80
... }
>>> type(info_dict)
<class 'dict'>
>>> info_dict['Alan']
90
>>> for key in info_dict::
...     print(key)
...
Alan
Bruce
>>> for key in info_dict::
...     print(info_dict[key])
...
90
80
>>> info_dict['Carlos'] = 85
>>> info_dict
{'Alan': 90, 'Bruce': 80, 'Carlos': 85}
>>> info_dict['Bruce'] = 88
>>> info_dict
{'Alan': 90, 'Bruce': 88, 'Carlos': 85}

6 容器简单比较

上一部分说到过，容器是一种能存放其他变量信息的东西。

实际上，容器存放的是，数据与数据关系。

字典中的数据是对应关系。
列表中的数据是先后顺序关系。
元组中的数据是一个固定的小组的关系。

不同的场景，使用的数据的关系不同，
解决对应需求的容器往往也不同。