Python 列表、元组、字典及集合操作详解

一、列表

• 列表是Python中最基本的数据结构，是最常用的Python数据类型，列表的数据项不需要具有相同的类型
• 列表是一种有序的集合，可以随时添加和删除其中的元素
• 列表的索引从0开始

1、创建列表

>>> list1 = ['python', 2018, 'python3', 1994]
>>> list1
['python', 2018, 'python3', 1994]

>>> list2 = [1, 2, 3, 4]
>>> list2
[1, 2, 3, 4]

>>> list3 = ['a', 'b', 'c', 'd']
>>> list3
['a', 'b', 'c', 'd']

2、获取列表元素个数

>>> len(list1)
4

3、访问列表中的值

（1）使用索引来访问列表中的值，列表的索引从0开始：

>>> list1[0]
'python'
>>> list1[1]
2018
>>> list1[2]
'python3'
>>> list1[3]
1994
>>> list1[4]
Traceback (most recent call last):
  File "<input>", line 1, in <module>
IndexError: list index out of range

注意：当索引超出范围时，Python会报一个IndexError错误，所以，要确保索引不要越界，记得最后一个元素的索引是len(list1) - 1。


（2）还可以获取列表最后一个元素：

>>> list1[-1]
1994

以此类推，可以获取倒数第2个、倒数第3个、倒数第4个：

>>> list1[-2]
'python3'
>>> list1[-3]
2018
>>> list1[-4]
'python'
>>> list1[-5]
Traceback (most recent call last):
  File "<input>", line 1, in <module>
IndexError: list index out of range

当然，倒数第5个元素已越界，需要注意一下。

（3）切片

截取列表前3个元素：

>>> list1[0:3]
['python', 2018, 'python3']

>>> list1[:3]   #如果第一个索引是0，可以省略
['python', 2018, 'python3']

倒数切片：

>>> list1[-2:]  #获取后2个元素
['python3', 1994]

>>> list1[-2:-1]
['python3']

前4个元素，每两个取一个：

>>> list1[:4:2]
['python', 'python3']

所有元素，每3个取一个：

>>> list1[::3]
['python', 1994]

原样复制一个列表：

>>> list1[:]
['python', 2018, 'python3', 1994]

4、合并列表

>>> list4 = list2 + list3
>>> list4
[1, 2, 3, 4, 'a', 'b', 'c', 'd']

5、更新列表

>>> list1
['python', 2018, 'python3', 1994]
>>> list1[1] = 2017
>>> list1
['python', 2017, 'python3', 1994]

6、删除列表

>>> del list4

7、清空列表

>>> list1
['python', 2017, 'python3', 1994]
>>> list1.clear()
>>> list1
[]

8、列表操作的函数和方法

列表操作包含以下函数:

cmp(list1, list2)  #比较两个列表的元素 
len(list)     　　  #列表元素个数 
max(list)   　　　　#返回列表元素最大值 
min(list)  　　　　#返回列表元素最小值 
list(seq) 　　　　#将元组转换为列表     

列表操作包含以下方法:

list.append(obj) 　　　　  #在列表末尾添加新的对象
list.count(obj)　　　　　　#统计某个元素在列表中出现的次数
list.extend(seq)　　　　  #在列表末尾一次性追加另一个序列中的多个值（用新列表扩展原来的列表）
list.index(obj)　　　　　 #从列表中找出某个值第一个匹配项的索引位置
list.insert(index, obj) #将对象插入列表
list.pop(obj=list[-1])　#移除列表中的一个元素（默认最后一个元素），并且返回该元素的值
list.remove(obj)　　　　 #移除列表中某个值的第一个匹配项
list.reverse()　　　　　　#反向列表中元素
list.sort([func])　　　　#对原列表进行排序

二、元组

元组(tuple)和列表(list)非常类似，但是元组一旦初始化就不能修改，且元组使用小括号而列表使用中括号。

1、创建元组

>>> tup1 = ('python', 2018, 'python3', 1994)
>>> tup1
('python', 2018, 'python3', 1994)

>>> tup2 = (1, 2, 3, 4)
>>> tup2
(1, 2, 3, 4)

>>> tup3 = ('a', 'b', 'c', 'd')
>>> tup3
('a', 'b', 'c', 'd')

注意：元组中只包含一个元素时，需要在元素后面添加逗号来消除歧义

>>> tup4 = ('hello',)

2、合并元组

>>> tup5 = tup2 + tup3
>>> tup5
(1, 2, 3, 4, 'a', 'b', 'c', 'd')

3、删除元组

>>> del tup5
>>> tup5 #此时tup5已不存在，所有报错
Traceback (most recent call last):
  File "<input>", line 1, in <module>
NameError: name 'tup5' is not defined

元组的操作基本与列表的操作一直，除了不能修改元组本身外。

三、字典

• 字典是另一种可变容器模型，且可存储任意类型对象，如字符串、数字、元组等其他容器模型
• 字典在其他语言中也称为map，使用键-值（key-value）存储，具有极快的查找速度
• 字典中键是唯一的，如果重复最后的一个键值对会替换前面的，值不需要唯一

1、创建字典

>>> dict1 = {'a': 1, 'b': 2, 'b': '3'}
>>> dict1
{'a': 1, 'b': '3'}  #因为键存在相同，所以后面的键值替换了前面的键值

>>> dict2 = {'Alice': '2341', 'Beth': '9102', 'Cecil': '3258'}
>>> dict2
{'Alice': '2341', 'Beth': '9102', 'Cecil': '3258'}

>>> dict3 = { 'abc': 123, 98.6: 37 }
>>> dict3
{'abc': 123, 98.6: 37}

2、访问字典中的值

>>> dict2['Beth']
'9102'

>>> dict2['Beth1']  # 如果字典中没有的键访问值，会输出以下错误
Traceback (most recent call last):
  File "<input>", line 1, in <module>
KeyError: 'Beth1'

3、修改字典

>>> dict1
{'a': 1, 'b': '3'}
>>> dict1['b'] = 666
>>> dict1
{'a': 1, 'b': 666}

4、删除字典元素

能删单一的元素也能清空字典，并且可以直接删除字典

>>> dict = {'Name': 'Zara', 'Age': 7, 'Class': 'First'}
>>> dict
{'Name': 'Zara', 'Age': 7, 'Class': 'First'}
>>> del dict['Name']  #删除键是'Name'的条目
>>> dict
{'Age': 7, 'Class': 'First'}
>>> dict.clear()  #清空词典所有条目
>>> dict
{}
>>> del dict  #删除词典

5、字典内置函数和方法

Python字典包含了以下内置函数：

cmp(dict1, dict2)  #比较两个字典元素。
len(dict)          #计算字典元素个数，即键的总数。
str(dict)          #输出字典可打印的字符串表示。
type(variable)     #返回输入的变量类型，如果变量是字典就返回字典类型。        

Python字典包含了以下内置方法：

dict.clear()    　　　　　　　　         #删除字典内所有元素
dict.copy()    　　　　　　　　 　　　　  #返回一个字典的浅复制
radiansdict.fromkeys()    　　　　　　  #创建一个新字典，以序列seq中元素做字典的键，val为字典所有键对应的初始值
dict.get(key, default=None)  　　　　  #返回指定键的值，如果值不在字典中返回default值
dict.has_key(key)            　　　　  #如果键在字典dict里返回true，否则返回false
dict.items()    　　　　　　　　　　　　  #以列表返回可遍历的(键, 值) 元组数组
dict.keys()    　　　　　　　　　　　　　　#以列表返回一个字典所有的键
dict.setdefault(key, default=None)    #和get()类似, 但如果键不已经存在于字典中，将会添加键并将值设为default
dict.update(dict2)     　　　          #把字典dict2的键/值对更新到dict里
dict.values()    　　　　　　           #以列表返回字典中的所有值

四、集合

集合（set）是一个无序不重复元素的序列。

可以使用大括号 { } 或者 set() 函数创建集合，注意：创建一个空集合必须用 set() 而不是 { }，因为 { } 是用来创建一个空字典。

1、创建集合

#创建一个空集合
>>> set1 = set()
>>> set1
set()

#创建一个具有数据的集合
>>> set2 = {1, 'a', 'apple', 11.22}
>>> set2
{11.22, 1, 'apple', 'a'}

>>> set3 = set([1, 2, 3])
>>> set3
{1, 2, 3}

2、判断元素是否在集合内

>>> 'apple' in set2
True
>>> 'apple' not in set2
False

3、添加元素

#将值添加到集合中，如果值存在，则不作任何操作
>>> set2.add('car')
>>> set2
{1, 'apple', 'car', 11.22, 'a'}

#另外一种添加方式，参数可以是列表、元组、字典等
>>> set2.update({2,3})
>>> set2
{1, 'apple', 2, 3, 'car', 11.22, 'a'}

>>> set2.update([1,4],[5,6])
>>> set2
{1, 'apple', 2, 3, 4, 5, 6, 'car', 11.22, 'a'}

4、删除元素 

>>> set2.remove('car')
>>> set2
{1, 'apple', 2, 3, 4, 5, 6, 11.22, 'a'}

>>> set2.remove('hello') #如果元素不存在会发生错误
Traceback (most recent call last):
  File "<input>", line 1, in <module>
KeyError: 'hello'

#这种方式如果元素不存在不会发生错误
>>> set2.discard('hello')

5、计算集合元素个数

>>> len(set2)
9

6、清空集合

>>> set2.clear()
>>> set2
set()