Python序列

Python序列

在Python中，序列类型包括字符串、列表、元组、集合和字典，这些序列支持以下几种通用的操作，但比较特殊的是，集合和字典不支持索引、切片、相加和相乘操作。

字符串也是一种常见的序列，它也可以直接通过索引访问字符串内的字符。

序列索引

序列中，每个元素都有属于自己的编号（索引）。从起始元素开始，索引值从 0 开始递增，如图 1 所示。

除此之外，Python 还支持索引值是负数，此类索引是从右向左计数，换句话说，从最后一个元素开始计数，从索引值 -1 开始，如图 2 所示。

注意，在使用负值作为列序中各元素的索引值时，是从 -1 开始，而不是从 0 开始。

使用如下的代码：

str="C语言中文网"
print(str[0],"==",str[-6])
print(str[5],"==",str[-1])

输出结果为：

C == C
网 == 网

序列切片

切片操作是访问序列中元素的另一种方法，它可以访问一定范围内的元素，通过切片操作，可以生成一个新的序列。
序列实现切片操作的语法格式如下：

sname[start : end : step]

其中，各个参数的含义分别是：

• sname：表示序列的名称；
• start：表示切片的开始索引位置（包括该位置），此参数也可以不指定，会默认为 0，也就是从序列的开头进行切片；
• end：表示切片的结束索引位置（不包括该位置），如果不指定，则默认为序列的长度；
• step：表示在切片过程中，隔几个存储位置（包含当前位置）取一次元素，也就是说，如果step的值大于 1，则在进行切片去序列元素时，会“跳跃式”的取元素。如果省略设置step的值，则最后一个冒号就可以省略。
  对字符串“C语言中文网”进行切片：

str="C语言中文网"
#取索引区间为[0,2]之间（不包括索引2处的字符）的字符串
print(str[:2])
#隔 1 个字符取一个字符，区间是整个字符串
print(str[::2])
#取整个字符串，此时 [] 中只需一个冒号即可
print(str[:])

运行结果为：

C语
C言文
C语言中文网

序列相加

Python中，支持两种类型相同的序列使用“+”运算符做相加操作，它会将两个序列进行连接，但不会去除重复的元素。

这里所说的“类型相同”，指的是“+”运算符的两侧序列要么都是序列类型，要么都是元组类型，要么都是字符串。

用“+”运算符连接 2 个（甚至多个）字符串，如下所示：

str="c.biancheng.net"
print("C语言"+"中文网:"+str)

输出结果为：

C语言中文网：c.biancheng.net

序列相乘

Python中，使用数字n乘以一个序列会生成新的序列，其内容为原来序列被重复n次的结果。例如：

str="C语言中文网"
print(str*3)

输出结果为：

'C语言中文网C语言中文网C语言中文网'

检查元素是否包含在序列中

Python中，可以使用in关键字检查某元素是否为序列的成员，其语法格式为：

value in sequence

其中，value表示要检查的元素，sequence表示指定的序列。
例如，检查字符c是否包含在字符串c.biancheng.net中，可以执行如下代码：

str="c.biancheng.net"
print('c'in str)

运行结果为：

True

和序列相关的内置函数

Python提供了几个内置函数（表3所示），可用于实现与序列相关的一些常用操作。

函数	功能
len()	计算序列的长度，即返回序列中包含多少个元素。
max()	找出序列中的最大元素。注意，对序列使用sum()函数时，做加和操作的必须都是数字，不能是字符或字符串，否则该函数将抛出异常，因为解释器无法判定是要做连接操作（+运算符可以连接两个序列），还是做加和操作。
min()	找出序列中的最小元素。
list()	将序列转换为列表。
str()	将序列转换为字符串。
sum()	计算元素和。
sorted()	对元素进行排序。
reversed()	反向序列中的元素。
enumerate()	将序列组合为一个索引序列，多用在for循环中。

这里给大家给几个例子：

str="c.biancheng.net"
#找出最大的字符
print(max(str))
#找出最小的字符
print(min(str))
#对字符串中的元素进行排序
print(sorted(str))

输出结果为：

t
.
['.', '.', 'a', 'b', 'c', 'c', 'e', 'e', 'g', 'h', 'i', 'n', 'n', 'n', 't']

列表

Python中没有数组，但是加入了更加强大的列表，列表是Python中的内置看一遍序列，是包含若干元素额度有序连续内存空间。

从形式上看，列表会将所有元素都放在一对中括号[]中，相邻元素之间用逗号分隔。当列表增加或者删除元素时，列表对象自动进行内存的扩展或收缩，从而保证元素之间没有缝隙。也正因如此，其效率较低，并且对于某些操作可能会导致意外的错误结果。如下所示：

[element1,element2,element3,...,elementn]

格式中，element1~elementn表示列表中的元素，个数没有限制，只要是Python支持的数据类型就可以。

从内容上看，列表可以存储整数、实数、字符串、列表、元组等任何类型的数据，并且和数组不同的是，在同一个列表中元素的类型也可以不同。比如说：

["c.biancheng.net" , 1 , [2,3,4] , 3.0]

创建列表

在Python中，创建列表的方法可分为2种，下面分别进行介绍。

使用=运算符直接创建列表

和其他类型的Python变量一样，创建列表时，也可以使用赋值运算符=直接将一个列表赋值给变量，其语法格式如下：

listname = [element1 , element2 , element3 , ... , elementn]

其中，listname表示列表的名称，注意，在命名时既要符合Python命名规范，也要尽量避开与Python的内置函数重名。

下面定义的列表都是合法的：

num = [1,2,3,4,5,6,7]
name = ["C语言中文网","http://c.biancheng.net"]
program = ["C语言","Python","Java"]
emptylist = []   # emptylist 是一个空列表

使用list()函数创建列表

Python还提供了一个内置的list()函数来创建列表，它可用于将元组、区间（range）等对象转换为列表，例如：

a_tuple = ('crazyit', 20, -1.2)
# 将元组转换成列表
a_list = list(a_tuple)
print(a_list)

输出结果为：

['crazyit', 20, -1.2]

查询列表元素

根据索引查找元素

在Python中，如果想将列表的内容输出也比较简单，直接使用print()函数即可。

name = ["C语言中文网","http://c.biancheng.net"]
num = [1,2,3,4,5,6,7]
print(name)
# 通过列表的索引获取指定的元素
print(name[1])
# 通过切片操作实现一次性访问多个元素
print(num[2:4])

运行结果为：

['C语言中文网', 'http://c.biancheng.net']
http://c.biancheng.net
[3, 4]

统计列表元素个数count()

此方法用于统计列表中某个元素出现的次数，其基本语法格式为：

listname.count(obj)

其中，listname代表列表名，obj表示判断是否存在的元素。

下面代码示范了 count() 方法的用法：

a_list = [2, 30, 'a', [5, 30], 30]
# 计算列表中30的出现次数
print(a_list.count(30))
# 计算列表中[5, 30]的出现次数
print(a_list.count([5, 30]))

运行结果为：

2
1

定位元素的索引index()

index()方法用于定位某个元素在列表中出现的位置（也就是索引），如果该元素没有出现，则会引发ValueError错误。

此方法的基本语法格式为：

listname.index(obj,start,end)

同count()方法不同，index()方法还可传入start、end参数，用于在列表的指定范围内搜索元素。

a_list = [2, 30, 'a', 'b', 'crazyit', 30]
# 定位元素30的出现位置
print(a_list.index(30))
# 从索引2处开始、定位元素30的出现位置
print(a_list.index(30, 2))
# 从索引2处到索引4处之间定位元素30的出现位置，因为找不到该元素，会引发 ValueError 错误
print(a_list.index(30, 2, 4))

运行结果为：

1
5
Traceback (most recent call last):File "C:\Users\mengma\Desktop\1.py", line 7, in <module>print(a_list.index(30, 2, 4)) # ValueError
ValueError: 30 is not in list

列表添加元素

append()整体追加列表末尾

append()方法用于在列表的末尾追加元素，该方法的语法格式如下：

listname.append(obj)

其中，listname指的是要添加元素的列表；obj表示要添加到列表末尾的数据，它可以是单个元素，也可以是列表、元组等。

a_list = ['crazyit', 20, -2]
# 追加元素
a_list.append('fkit')
print(a_list)
a_tuple = (3.4, 5.6)
# 追加元组，元组被当成一个元素
a_list.append(a_tuple)
print(a_list)
# 追加列表，列表被当成一个元素
a_list.append(['a', 'b'])
print(a_list)

运行结果为：

['crazyit', 20, -2, 'fkit']
['crazyit', 20, -2, 'fkit', (3.4, 5.6)]
['crazyit', 20, -2, 'fkit', (3.4, 5.6), ['a', 'b']]

insert()整体指定插入列表

如果希望在列表中间增加元素，则可使用列表的insert()方法，此方法的语法格式为：

listname.insert(index , obj)

其中，index参数指的是将元素插入到列表中指定位置处的索引值。

c_list = list(range(1, 6))
print(c_list)
# 在索引3处插入字符串
c_list.insert(3, 'CRAZY' )
print(c_list)
# 在索引3处插入列表
c_list.insert(3, ["crazy"])
print(c_list)

输出结果为：

[1, 2, 3, 4, 5]
[1, 2, 3, 'CRAZY', 4, 5]
[1, 2, 3, ['crazy'], 'CRAZY', 4, 5]

extend()逐个追加列表末尾

当然，如果希望不将被追加的列表或元组当成一个整体，而是只追加列表中的元素，则可使用列表提供的 extend()方法。

extend()方法的语法格式如下：

listname.extend(obj)

例如：

b_list = ['a', 30]
# 追加元组中的所有元素
b_list.extend((-2, 3.1))
print(b_list)
# 追加列表中的所有元素
b_list.extend(['C', 'R', 'A'])
print(b_list)
# 追加区间中的所有元素
b_list.extend(range(97, 100))
print(b_list)

运行结果为：

['a', 30, -2, 3.1]
['a', 30, -2, 3.1, 'C', 'R', 'A']
['a', 30, -2, 3.1, 'C', 'R', 'A', 97, 98, 99]

删除列表及元素

删除列表

对于已经创建的列表，如果不再使用，可以使用del语句将其删除。

del listname

其中，listname表示要删除列表的名称。

删除前面创建的name列表，可以使用下面的代码 :

name = ["C语言中文网","http://c.biancheng.net"]
print(name)
del name
print(name)

运行结果为：

['C语言中文网', 'http://c.biancheng.net']
Traceback (most recent call last):File "C:\Users\mengma\Desktop\1.py", line 4, in <module>print(name)
NameError: name 'name' is not defined

删除列表元素

在列表中删除元素，主要分为以下 3 种应用场景：

1. 根据目标元素所在位置的索引值进行删除，可使用del语句；
2. 根据元素的值进行删除，可使用列表（list类型）提供的remove()方法；
3. 将列表中所有元素全部删除，可使用列表（list类型）提供的clear()方法。

指定索引值删除元素del

删除列表中指定元素，和删除列表类似，也可以使用del语句。del语句是Python中专门用于执行删除操作的语句，不仅可用于删除列表的元素，也可用于删除变量等。

例如，定义一个保存 3 个元素的列表，若指定删除最后一个元素，可以使用如下的代码：

a_list=[20,2.4,(3,4)]
b_list = ['crazyit', 20, -2.4, (3, 4), 'fkit']del a_list[-1]
print(a_list)# 删除第2个到第4个（不包含）元素
del b_list[1: 3]
print(b_list)

输出结果为:

[20, 2.4]
['crazyit', (3, 4), 'fkit']

指定索引删除元素pop()

pop()方法会移除列表中指定索引处的元素，如果不指定，默认会移除列表中最后一个元素。该方法的基本语法格式为：

 listname.pop(index)

例如：

a_list=[1,2,3]
#移除列表的元素 3
print(a_list.pop())
print(a_list)
#移除列表中索引为 0 的元素1
print(a_list.pop(0))
print(a_list)

运行结果为:

3
[1, 2]
1
[2]

指定元素值删除元素remove()

除使用del语句之外，Python还提供了remove()方法 来删除列表元素，该方法并不是根据索引来删除元素的，而是根据元素本身的值来执行删除操作的。

remove()方法会删除第一个和指定值相同的元素，如果找不到该元素，该方法将会引发ValueError错误。

如下代码示范了使用remove()方法删除元素：

c_list = [20, 'crazyit', 30, -4, 'crazyit', 3.4]
# 删除第一次找到的30
c_list.remove(30)
print(c_list)
# 删除第一次找到的'crazyit'
c_list.remove('crazyit')
print(c_list)
#再次尝试删除 30，会引发 ValueEroor 错误
c_list.remove(30)

输出结果为:

[20, 'crazyit', -4, 'crazyit', 3.4]
[20, -4, 'crazyit', 3.4]
Traceback (most recent call last):File "C:\Users\mengma\Desktop\1.py", line 9, in <module>c_list.remove(30)
ValueError: list.remove(x): x not in list

删除列表所有元素clear()

list列表还包含一个clear()方法 ，正如它的名字所暗示的，该方法用于清空列表的所有元素。例如如下代码：

c_list = [20, 'crazyit', 30, -4, 'crazyit', 3.4]
c_list.clear()
print(c_list)

输出结果为:

[]

列表修改元素

直接赋值修改

可以对列表的元素赋值，这样即可修改列表的元素。

a_list = [2, 4, -3.4, 'crazyit', 23]
# 对第3个元素赋值
a_list[2] = 'fkit'
print(a_list) # [2, 4, 'fkit', 'crazyit', 23]
# 对倒数第2个元素赋值
a_list[-2] = 9527
print(a_list) # [2, 4, 'fkit', 9527, 23]

切片删除修改

对列表中间一段赋值：

b_list = list(range(1, 5))
print(b_list)
# 将第2个到第4个（不包含）元素赋值为新列表的元素
b_list[1: 3] = ['a', 'b']
print(b_list) # [1, 'a', 'b', 4]

对列表中空的slice赋值，就变成了为列表插入元素。

# 将第3个到第3个（不包含）元素赋值为新列表的元素，就是插入
b_list[2: 2] = ['x', 'y']
print(b_list) # [1, 'a', 'x', 'y', 'b', 4]

将列表其中一段赋值为空列表，就变成了从列表中删除元素。

# 将第3个到第6个（不包含）元素赋值为空列表，就是删除
b_list[2: 5] = []
print(b_list) # [1, 'a', 4]

list常用方法

反向存放列表元素reverse()

reverse()方法会将列表中所有元素反向存放。该方法的基本语法格式为：

listname.reverse()

例如：

a_list = list(range(1, 8))
# 将a_list列表元素反转
a_list.reverse()
print(a_list)

运行结果为：

[7, 6, 5, 4, 3, 2, 1]

排序列表元素sort()

sort()方法用于对列表元素进行排序，排序后原列表中的元素顺序会方发生改变。sort()方法的语法格式如下：

listname.sort(key=None, reserse=False)

可以看到，和其他方法不同，此方法中多了 2 个参数，它们的作用分别是：

• key参数用于指定从每个元素中提取一个用于比较的键。例如，使用此方法时设置key=str.lower表示在排序时不区分字母大小写。
• reverse参数用于设置是否需要反转排序，默认False表示从小到大排序；如果将该参数设为True，将会改为从大到小排序。

例如如下代码：

a_list = [3, 4, -2, -30, 14, 9.3, 3.4]
# 对列表元素排序
a_list.sort()
print(a_list)
b_list = ['Python', 'Swift', 'Ruby', 'Go', 'Kotlin', 'Erlang']
# 对列表元素排序：默认按字符串包含的字符的编码大小比较
b_list.sort()
print(b_list) # ['Erlang', 'Go', 'Kotlin', 'Python', 'Ruby', 'Swift']

运行结果为：

[-30, -2, 3, 3.4, 4, 9.3, 14]
['Erlang', 'Go', 'Kotlin', 'Python', 'Ruby', 'Swift']

list添加元素的方法及区别

定义两个列表（分别是list1和list3），并分别使用+、extend()、append()对这两个list进行操作，其操作的结果赋值给list2。实例代码如下：

tt = 'hello'
#定义一个包含多个类型的 list
list1 = [1,4,tt,3.4,"yes",[1,2]]
print(list1,id(list1))print("1.----------------")#比较 list 中添加元素的几种方法的用法和区别
list3 = [6,7]
list2 = list1 + list3
print(list2,id(list2))print("2.----------------")list2 = list1.extend(list3)
print(list2,id(list2))
print(list1,id(list1))print("3.----------------")list2 = list1.append(list3)
print(list2,id(list2))
print(list1,id(list1))

输出结果为：

[1, 4, 'hello', 3.4, 'yes', [1, 2]] 2251638471496
1.----------------
[1, 4, 'hello', 3.4, 'yes', [1, 2], 6, 7] 2251645237064
2.----------------
None 1792287952
[1, 4, 'hello', 3.4, 'yes', [1, 2], 6, 7] 2251638471496
3.----------------
None 1792287952
[1, 4, 'hello', 3.4, 'yes', [1, 2], 6, 7, [6, 7]] 2251638471496

根据输出结果，可以分析出以下几个结论：

1. 使用“+”号连接的列表，是将list3中的元素放在list的后面得到的list2。并且list2的内存地址值与list1并不一样，这表明list2是一个重新生成的列表。
2. 使用extend处理后得到的list2是none。表明extend没有返回值，并不能使用链式表达式。即extend千万不能放在等式的右侧，这是编程时常犯的错误，一定要引起注意。
3. extend处理之后，list1的内容与使用“+”号生成的list2是一样的。但list1的地址在操作前后并没有变化，这表明extend的处理仅仅是改变了list1，而没有重新创建一个list。从这个角度来看，extend的效率要高于“+”号。
4. 从append的结果可以看出，append的作用是将list3整体当成一个元素追加到list1后面，这与extend和“+”号的功能完全不同，这一点也需要注意。

range()快速初始化数字列表

range()函数的用法是：让Python从指定的第一个值开始，一直数到指定的第二个值停止，但不包含第二个值 。

for value in range(1,5):print(value)

输出结果为：

1
2
3
4

range()函数的返回值类型为range，而不是list。而如果想要得到range()函数创建的数字列表，还需要借助 list() 函数，比如：

>>> list(range(1,6))
[1, 2, 3, 4, 5]

list列表实现栈和队列

list实现队列

使用list列表模拟队列功能的实现方法是，定义一个list变量，存入数据时使用insert()方法，设置其第一个参数为 0，即表示每次都从最前面插入数据；读取数据时，使用pop()方法，即将队列的最后一个元素弹出。

如此 list 列表中数据的存取顺序就符合“先进先出”的特点。实现代码如下：

#定义一个空列表，当做队列
queue = []
#向列表中插入元素
queue.insert(0,1)
queue.insert(0,2)
queue.insert(0,"hello")
print(queue)
print("取一个元素：",queue.pop())
print("取一个元素：",queue.pop())
print("取一个元素：",queue.pop())

运行结果为：

['hello', 2, 1]
取一个元素： 1
取一个元素： 2
取一个元素： hello

list实现栈

使用list列表模拟栈功能的实现方法是，使用append()方法存入数据；使用pop()方法读取数据。

append()方法向list中存入数据时，每次都在最后面添加数据，这和前面程序中的insert()方法正好相反。

举个例子：

#定义一个空 list 当做栈
stack = []
stack.append(1)
stack.append(2)
stack.append("hello")
print(stack)
print("取一个元素：",stack.pop())
print("取一个元素：",stack.pop())
print("取一个元素：",stack.pop())

输出结果为：

[1, 2, 'hello']
取一个元素： hello
取一个元素： 2
取一个元素： 1

元组

元组是Python中另一个重要的序列结构，和列表类似，也是由一系列按特定顺序排序的元素组成。和列表不同的是，列表可以任意操作元素，是可变序列；而元组是不可变序列，即元组中的元素不可以单独修改。

元组可以看做是不可变的列表。通常情况下，元组用于保存不可修改的内容。

1、从形式上看，元组的所有元素都放在一对小括号()中，相邻元素之间用逗号,分隔，如下所示：

(element1, element2, ... , elementn)

其中element1~elementn表示元组中的各个元素，个数没有限制，且只要是Python支持的数据类型就可以。

2、从存储内容上看，元组可以存储整数、实数、字符串、列表、元组等任何类型的数据，并且在同一个元组中，元素的类型可以不同，例如：

("c.biancheng.net",1,[2,'a'],("abc",3.0))

在这个元组中，有多种类型的数据，包括整形、字符串、列表、元组。

创建元组

Python提供了多种创建元组的方法。

=运算符直接创建元组

在创建元组时，可以使用赋值运算符“=”直接将一个元组赋值给变量，其语法格式如下

tuplename = (element1,element2,...,elementn)

其中，tuplename表示创建的元组名，可以使用任何符合Python命名规则，且不和Python内置函数重名的标识符作为元组名。

下面定义的元组都是合法的：

num = (7,14,21,28,35)
a_tuple = ("C语言中文网","http://c.biancheng.net")
python = ("Python",19,[1,2],('c',2.0))# 元组通常都是使用一对小括号将所有元素括起来的，
# 但小括号不是必须的，只要将各元素用逗号隔开，Python 就会将其视为元组
a_tuple = "C语言中文网","http://c.biancheng.net"
print(a_tuple)

当创建的元组中只有一个元素时，此元组后面必须要加一个逗号“,”，否则Python解释器会将其误认为字符串。

#创建元组 a_typle
a_tuple =("C语言中文网",)
print(type(a_tuple))
print(a_tuple)#创建字符串 a
a = ("C语言中文网")
print(type(a))
print(a)

运行结果为：

<class 'tuple'>  #  a_tuple 才是元组类型
('C语言中文网',)
<class 'str'>  # 变量 a 只是一个字符串
C语言中文网

使用tuple()函数创建元组

tuple函数的语法格式如下：

tuple(data)

其中，data 表示可以转化为元组的数据，其类型可以是字符串、元组、range 对象等。

# 将列表转换成元组
a_list = ['crazyit', 20, -1.2]
a_tuple = tuple(a_list)
print(a_tuple)# 使用range()函数创建区间（range）对象
a_range = range(1, 5)
print(a_range)
# 将区间转换成元组
b_tuple = tuple(a_range)
print(b_tuple)
# 创建区间时还指定步长
c_tuple = tuple(range(4, 20, 3))
print(c_tuple)

运行结果为：

('crazyit', 20, -1.2)
range(1, 5)
(1, 2, 3, 4)
(4, 7, 10, 13, 16, 19)

访问元组元素

想访问元组中的指定元素，可以使用元组中各元素的索引值获取, 也可以采用切片方式获取指定范围内的元素 。

a_tuple = ('crazyit', 20, -1.2)
print(a_tuple[1]) # 20b_tuple = ('crazyit', 20, -1.2)
#采用切片方式
print(b_tuple[:2])  # ('crazyit', 20)

修改元组元素

元组是不可变序列，元组中的元素不可以单独进行修改。但是，元组也不是完全不能修改。

我们可以对元组进行重新赋值：

a_tuple = ('crazyit', 20, -1.2)
print(a_tuple)  # 输出是('crazyit', 20, -1.2)
#对元组进行重新赋值
a_tuple = ('c.biancheng.net',"C语言中文网")
print(a_tuple)  # 输出是('c.biancheng.net', 'C语言中文网')

还可以通过连接多个元组的方式向元组中添加新元素。

a_tuple = ('crazyit', 20, -1.2)
print(a_tuple)  # 输出是('crazyit', 20, -1.2)
#连接多个元组
a_tuple = a_tuple + ('c.biancheng.net',)
print(a_tuple)  # 输出是('crazyit', 20, -1.2, 'c.biancheng.net')# 元组连接的内容必须都是元组，不能将元组和字符串或列表进行连接，否则或抛出 TypeError 错误。
a_tuple = ('crazyit', 20, -1.2)
#元组连接字符串
a_tuple = a_tuple + 'c.biancheng.net'
print(a_tuple)
# 结果为：
# Traceback (most recent call last):
#  File "C:\Users\mengma\Desktop\1.py", line 4, in <module>
#    a_tuple = a_tuple + 'c.biancheng.net'
# TypeError: can only concatenate tuple (not "str") to tuple

删除元组

当已经创建的元组确定不再使用时，可以使用del语句将其删除

a_tuple = ('crazyit', 20, -1.2)
print(a_tuple)
#删除a_tuple元组
del(a_tuple)
print(a_tuple)

运行结果为：

('crazyit', 20, -1.2)
Traceback (most recent call last):File "C:\Users\mengma\Desktop\1.py", line 4, in <module>print(a_tuple)
NameError: name 'a_tuple' is not defined

元组和列表的区别

元组和列表最大的区别就是，列表中的元素可以进行任意修改；而元组中的元素无法修改。

可以理解为，tuple 元组是一个只读版本的 list 列表。

需要注意的是，这样的差异势必会影响两者的存储方式，我们来直接看下面的例子：

>>> listdemo = []
>>> listdemo.__sizeof__()
40
>>> tupleDemo = ()
>>> tupleDemo.__sizeof__()
24

对于列表和元组来说，虽然它们都是空的，但元组却比列表少占用 16 个字节，这是为什么呢？

事实上，就是由于列表是动态的，它需要存储指针来指向对应的元素（占用 8 个字节）。另外，由于列表中元素可变，所以需要额外存储已经分配的长度大小（占用 8 个字节）。但是对于元组，情况就不同了，元组长度大小固定，且存储元素不可变，所以存储空间也是固定的。

通过对比列表和元组存储方式的差异，我们可以引申出这样的结论，即元组要比列表更加轻量级，所以从总体上来说，元组的性能速度要由于列表。

另外，Python会在后台，对静态数据做一些资源缓存。通常来说，因为垃圾回收机制的存在，如果一些变量不被使用了，Python就会回收它们所占用的内存，返还给操作系统，以便其他变量或其他应用使用。

但是对于一些静态变量（比如元组），如果它不被使用并且占用空间不大时，Python会暂时缓存这部分内存。这样的话，当下次再创建同样大小的元组时，Python就可以不用再向操作系统发出请求去寻找内存，而是可以直接分配之前缓存的内存空间，这样就能大大加快程序的运行速度。

算初始化一个相同元素的列表和元组分别所需的时间。我们可以看到，元组的初始化速度要比列表快 5 倍。

C:\Users\mengma>python -m timeit 'x=(1,2,3,4,5,6)'
20000000 loops, best of 5: 9.97 nsec per loop
C:\Users\mengma>python -m timeit 'x=[1,2,3,4,5,6]'
5000000 loops, best of 5: 50.1 nsec per loop

列表和元组的底层实现

list列表具体结构

typedef struct {PyObject_VAR_HEAD/* Vector of pointers to list elements.  list[0] is ob_item[0], etc. */PyObject **ob_item;/* ob_item contains space for 'allocated' elements.  The number* currently in use is ob_size.* Invariants:*     0 <= ob_size <= allocated*     len(list) == ob_size*     ob_item == NULL implies ob_size == allocated == 0* list.sort() temporarily sets allocated to -1 to detect mutations.** Items must normally not be NULL, except during construction when* the list is not yet visible outside the function that builds it.*/Py_ssize_t allocated;
} PyListObject;

list本质上是一个长度可变的连续数组。其中ob_item是一个指针列表，里边的每一个指针都指向列表中的元素，而allocated则用于存储该列表目前已被分配的空间大小。

需要注意的是，allocated和列表的实际空间大小不同，列表实际空间大小，指的是len(list)返回的结果，也就是上边代码中注释中的ob_size，表示该列表总共存储了多少个元素。而在实际情况中，为了优化存储结构，避免每次增加元素都要重新分配内存，列表预分配的空间allocated往往会大于ob_size。

因此allocated和ob_size的关系是：allocated >= len(list) = ob_size >= 0。

如果当前列表分配的空间已满（即allocated == len(list)），则会向系统请求更大的内存空间，并把原来的元素全部拷贝过去。

元组的具体结构

typedef struct {PyObject_VAR_HEADPyObject *ob_item[1];/* ob_item contains space for 'ob_size' elements.* Items must normally not be NULL, except during construction when* the tuple is not yet visible outside the function that builds it.*/
} PyTupleObject;

tuple和list相似，本质也是一个数组，但是空间大小固定。不同于一般数组，Python的tuple做了许多优化，来提升在程序中的效率。

为了提高效率，避免频繁的调用系统函数free和malloc向操作系统申请和释放空间，tuple源文件中定义了一个free_list：

static PyTupleObject *free_list[PyTuple_MAXSAVESIZE];

所有申请过的，小于一定大小的元组，在释放的时候会被放进这个free_list中以供下次使用。也就是说，如果以后需要再去创建同样的tuple，Python就可以直接从缓存中载入。

字典

和列表相同，字典也是许多数据的集合，属于可变序列类型。不同之处在于，它是无序的可变序列，其保存的内容是以“键值对”的形式存放的。

字典类型是Python中唯一的映射类型。“映射”是数学中的术语，简单理解，它指的是元素之间相互对应的关系，即通过一个元素，可以唯一找到另一个元素。如图 1 所示。

字典中，习惯将各元素对应的索引称为键（key），各个键对应的元素称为值（value），键及其关联的值称为“键值对”。

主要特征	解释
通过键而不是通过索引来读取元素	字典类型有时也称为关联数组或者散列表（hash）。它是通过键将一系列的值联系起来的，这样就可以通过键从字典中获取指定项，但不能通过索引来获取。
字典是任意数据类型的无序集合	和列表、元组不同，通常会将索引值 0 对应的元素称为第一个元素。而字典中的元素是无序的。
字典是可变的，并且可以任意嵌套	字典可以在原处增长或者缩短（无需生成一个副本），并且它支持任意深度的嵌套，即字典存储的值也可以是列表或其它的字典。
字典中的键必须唯一	字典中，不支持同一个键出现多次，否则，只会保留最后一个键值对。
字典中的键必须不可变	字典中的值是不可变的，只能使用数字、字符串或者元组，不能使用列表。

创建字典

创建字典的方式有很多，下面一一做介绍。

1) 花括号语法创建字典

由于字典中每个元素都包含 2 部分，分别是键和值，因此在创建字典时，键和值之间使用冒号分隔，相邻元素之间使用逗号分隔，所有元素放在大括号 {} 中。

字典类型的语法格式如下：

dictname = {'key':'value1','key2':'value2',...,'keyn':valuen}

其中dictname表示字典类型名，keyn : valuen表示各个元素的键值对。需要注意的是，同一字典中各个元素的键值必须唯一。

scores = {'语文': 89, '数学': 92, '英语': 93}
print(scores)
# 空的花括号代表空的dict
empty_dict = {}
print(empty_dict)
# 使用元组作为dict的key
dict2 = {(20, 30):'good', 30:[1,2,3]}
print(dict2)

运行结果为：

{'语文': 89, '数学': 92, '英语': 93}
{}
{(20, 30): 'good', 30: [1, 2, 3]}

2) 通过fromkeys()方法创建字典

Python中，还可以使用dict字典类型提供的fromkeys()方法创建所有键值为空的字典，使用此方法的语法格式为：

dictname = dict.fromkeys(list，value=None)

其中，list参数表示字典中所有键的列表，value参数默认为None，表示所有键对应的值。

knowledge = {'语文', '数学', '英语'}
scores = dict.fromkeys(knowledge)
print(scores)

运行结果为：

{'语文': None, '数学': None, '英语': None}

可以看到，knowledge列表中的元素全部作为了scores字典的键，而各个键对应的值都为空（None）。此种创建方式，通常用于初始化字典，设置value的默认值。

3) 通过dict()映射函数创建字典

通过dict()函数创建字典的写法有多种，表2罗列出了常用的几种方式，它们创建的都是同一个字典a。

• 方式一： 注意，其中的one、two、three都是字符串，但使用此方式创建字典时，字符串不能带引号。

  a = dict(one=1,two=2,three=3)
  

• 方式二： 向dict()函数传入列表或元组，而它们中的元素又各自是包含 2 个元素的列表或元组，其中第一个元素作为键，第二个元素作为值。

  demo = [('two',2),('one',1),('three',3)] #方式1
  demo = [['two',2],['one',1],['three',3]] #方式2
  demo = (('two',2),('one',1),('three',3)) #方式3
  demo = (['two',2],['one',1],['three',3]) #方式4
  a = dict(demo)
  

• 方式三： 通过应用dict()函数和zip()函数，可将前两个列表转换为对应的字典。

  demokeys = ['one','two','three'] #还可以是字符串或元组
  demovalues = [1,2,3] #还可以是字符串或元组
  a = dict(zip(demokeys,demovalues))
  

访问字典

字典是通过键来访问对应的元素值。

因为字典中元素是无序的，所以不能像列表、元组那样，采用切片的方式一次性访问多个元素。

如果想访问刚刚建立的字典 a 中，获取元素 1，可以使用下面的代码； 如果键不存在，则会抛出异常 ：

>>> a['one']
1
>>> a['four']
Traceback (most recent call last):File "<pyshell#2>", line 1, in <module>a['four']
KeyError: 'four'

Python更推荐使用dict类型提供的get()方法获取指定键的值。get()方法的语法格式为：

dict.get(key[,default])

其中，dict指的是所创建的字典名称；key表示指定的键；default用于指定要查询的键不存在时，此方法返回的默认值，如果不手动指定，会返回None。

>>> a = dict(one=1,two=2,three=3)
>>>a.get('two')
2
>>> a.get('four','字典中无此键')
'字典中无此键'

删除字典

和删除列表、元组一样，手动删除字典也可以使用del语句。例如：

>>> a = dict(one=1,two=2,three=3)
>>> a
{'one': 1, 'two': 2, 'three': 3}
>>> del(a)
>>> a
Traceback (most recent call last):File "<pyshell#16>", line 1, in <module>a
NameError: name 'a' is not defined

字典添加键值对

如果要为dict添加键值对，只需为不存在的key赋值即可。实现此操作的语法格式如下：

dict[key] = value

参数	含义
dict	表示字典名称。
key	表示要添加元素的键。注意，既然是添加新的元素，那么就要保证此元素的键和字典中现有元素的键互不相同。
value	表示要添加数据的值，只要是 Python 支持的数据类型就可以。

a = {'数学':95}
print(a)
#添加新键值对
a['语文'] = 89
print(a)
#再次添加新键值对
a['英语'] = 90
print(a)

运行结果为：

{'数学': 95}
{'数学': 95, '语文': 89}
{'数学': 95, '语文': 89, '英语': 90}

字典修改键值对

“修改键值对”并不是同时修改某一键值对的键和值，而只是修改某一键值对中的值。

由于在字典中，各元素的键必须是唯一的，因此，如果新添加元素的键与已存在元素的键相同，原来键所对应的值就会被新的值替换掉。例如：

a = {'数学': 95, '语文': 89, '英语': 90}
a['语文']=100
print(a)

运行结果为：

{'数学': 95, '语文': 100, '英语': 90}

字典删除键值对

如果要删除字典中的键值对，还是可以使用 del 语句。例如：

# 使用del语句删除键值对
a = {'数学': 95, '语文': 89, '英语': 90}
del a['语文']
del a['数学']
print(a)

运行结果为：

{'英语': 90}

判断字典中是否存在指定键值对

如果要判断字典中是否存在指定键值对，首先应判断字典中是否有对应的键。判断字典是否包含指定键值对的键，可以使用in或not in运算符。

需要指出的是，对于dict而言，in或not in运算符都是基于key来判断的。

a = {'数学': 95, '语文': 89, '英语': 90}
# 判断 a 中是否包含名为'数学'的key
print('数学' in a) # True
# 判断 a 是否包含名为'物理'的key
print('物理' in a) # False

运行结果为：

True
False

keys()、values()和items()方法

keys()方法用于返回字典中的所有键；values()方法用于返回字典中所有键对应的值；items()用于返回字典中所有的键值对。

a = {'数学': 95, '语文': 89, '英语': 90}
print(a.keys())
print(a.values())
print(a.items())

运行结果为：

dict_keys(['数学', '语文', '英语'])
dict_values([95, 89, 90])
dict_items([('数学', 95), ('语文', 89), ('英语', 90)])

注意，在Python 2.x中，这三个方法的返回值是列表类型。但在Python 3中，并不是我们常见的列表和元组类型，因为Python 3不希望用户直接操作这几个方法的返回值。 如果想使用返回的数据，有以下 2 种方法：

• 使用 list() 函数，将它们返回的数据转换成列表，例如：

  a = {'数学': 95, '语文': 89, '英语': 90}
  b = list(a.keys())
  print(b)
  

  运行结果为：

  ['数学', '语文', '英语']
  

• 也可以利用多重赋值的技巧，利用循环结构将键或值分别赋给不同的变量，比如说：

  a = {'数学': 95, '语文': 89, '英语': 90}
  for k in a.keys():print(k,end=' ')
  print("\n---------------")
  for v in a.values():print(v,end=' ')
  print("\n---------------")
  for k,v in a.items():print("key:",k," value:",v)
  

  运行结果为：

  数学 语文 英语
  ---------------
  95 89 90
  ---------------
  key: 数学  value: 95
  key: 语文  value: 89
  key: 英语  value: 90
  

copy()方法

copy()方法用于返回一个具有相同键值对的新字典，例如：

a = {'one': 1, 'two': 2, 'three': [1,2,3]}
b = a.copy()
print(b)

运行结果为：

{'one': 1, 'two': 2, 'three': [1, 2, 3]}

注意，copy() 方法所遵循的拷贝原理，既有深拷贝，也有浅拷贝。 拿拷贝字典 a 为例，copy()方法只会对最表层的键值对进行深拷贝，也就是说，它会再申请一块内存用来存放{'one': 1, 'two': 2, 'three': []}；而对于某些列表类型的值来说，此方法对其做的是浅拷贝，也就是说，b 中的[1,2,3]的值不是自己独有，而是和 a 共有。

a = {'one': 1, 'two': 2, 'three': [1,2,3]}
b = a.copy()
#向 a 中添加新键值对，由于b已经提前将 a 所有键值对都深拷贝过来，因此 a 添加新键值对，不会影响 b。
a['four']=100
print(a)
print(b)
#由于 b 和 a 共享[1,2,3]（浅拷贝），因此移除 a 中列表中的元素，也会影响 b。
a['three'].remove(1)
print(a)
print(b)

运行结果为：

{'one': 1, 'two': 2, 'three': [1, 2, 3], 'four': 100}
{'one': 1, 'two': 2, 'three': [1, 2, 3]}
{'one': 1, 'two': 2, 'three': [2, 3], 'four': 100}
{'one': 1, 'two': 2, 'three': [2, 3]}

update()方法

update()方法可使用一个字典所包含的键值对来更新己有的字典。在执行update()方法时，如果被更新的字典中己包含对应的键值对，那么原 value 会被覆盖；如果被更新的字典中不包含对应的键值对，则该键值对被添加进去。

a = {'one': 1, 'two': 2, 'three': 3}
a.update({'one':4.5, 'four': 9.3})
print(a)

运行结果为：

{'one': 4.5, 'two': 2, 'three': 3, 'four': 9.3}

pop()方法

pop()方法用于获取指定key对应的value，并删除这个键值对。

a = {'one': 1, 'two': 2, 'three': 3}
print(a.pop('one'))
print(a)

运行结果为：

1
{'two': 2, 'three': 3}

popitem()方法

popitem()方法用于随机弹出字典中的一个键值对。此处的随机其实是假的，它和list.pop()方法一样，也是弹出字典中最后一个键值对。

a = {'one': 1, 'two': 2, 'three': 3}
print(a)
# 弹出字典底层存储的最后一个键值对
print(a.popitem())
print(a)

运行结果为：

{'one': 1, 'two': 2, 'three': 3}
('three', 3)
{'one': 1, 'two': 2}

setdefault()方法

setdefault()方法也用于根据key来获取对应value的值。 setdefault()方法总能返回指定key对应的 value；如果该键值对存在，则直接返回该key对应的value；如果该键值对不存在，则先为该key设置默认的value，然后再返回该key对应的value。

a = {'one': 1, 'two': 2, 'three': 3}
# 设置默认值，该key在dict中不存在，新增键值对
print(a.setdefault('four', 9.2))
print(a)
# 设置默认值，该key在dict中存在，不会修改dict内容
print(a.setdefault('one', 3.4))
print(a)

运行结果为：

9.2
{'one': 1, 'two': 2, 'three': 3, 'four': 9.2}
1
{'one': 1, 'two': 2, 'three': 3, 'four': 9.2}

使用字典格式化字符串

使用场景： 在格式化字符串时，如果要格式化的字符串模板中包含少量变量时，后面需要按顺序给出多个变量；但如果字符串模板中包含大量变量， 就要使用字典对字符串进行格式化输出 。

使用方法：在字符串模板中按key指定变量，然后通过字典为字符串模板中的key设置值。

# 字符串模板中使用key
temp = '教程是:%(name)s, 价格是:%(price)010.2f, 出版社是:%(publish)s'
book = {'name':'Python基础教程', 'price': 99, 'publish': 'C语言中文网'}
# 使用字典为字符串模板中的key传入值
print(temp % book)
book = {'name':'C语言小白变怪兽', 'price':159, 'publish': 'C语言中文网'}
# 使用字典为字符串模板中的key传入值
print(temp % book)

运行上面程序，可以看到如下输出结果：

教程是:Python基础教程, 价格是:0000099.00, 出版社是:C语言中文网
教程是:C语言小白变怪兽, 价格是:0000159.00, 出版社是:C语言中文网

集合

Python中的集合，用来保存不重复的元素，即集合中的元素都是唯一的，互不相同。

set集合

从形式上看，和字典类似，Python集合会将所有元素放在一对大括号{} 中，相邻元素之间用,分隔，如下所示：

{element1,element2,...,elementn}

其中，elementn表示集合中的元素，个数没有限制。

从内容上看，同一集合中，只能存储不可变的数据类型，包括整形、浮点型、字符串、元组，无法存储列表、字典、集合这些可变的数据类型，否则Python解释器会抛出TypeError错误。比如说：

>>> {{'a':1}}
Traceback (most recent call last):File "<pyshell#8>", line 1, in <module>{{'a':1}}
TypeError: unhashable type: 'dict'
>>> {[1,2,3]}
Traceback (most recent call last):File "<pyshell#9>", line 1, in <module>{[1,2,3]}
TypeError: unhashable type: 'list'
>>> {{1,2,3}}
Traceback (most recent call last):File "<pyshell#10>", line 1, in <module>{{1,2,3}}
TypeError: unhashable type: 'set'

集合对于每种数据元素，只会保留一份。例如：

>>> {1,2,1,(1,2,3),'c','c'}
{1, 2, 'c', (1, 2, 3)}

创建set集合

1) 使用{}创建

创建set集合直接将集合赋值给变量，从而实现创建集合的目的，其语法格式如下：

setname = {element1,element2,...,elementn}

其中，setname表示集合的名称，起名时既要符合Python命名规范，也要避免与Python内置函数重名。

a = {1,'c',1,(1,2,3),'c'}
print(a)  # 结果为：{1, 'c', (1, 2, 3)}

2) set()函数创建集合

set()函数为Python的内置函数，其功能是将字符串、列表、元组、range对象等可迭代对象转换成集合。该函数的语法格式如下：

setname = set(iteration)

其中，iteration就表示字符串、列表、元组、range对象等数据。

set1 = set("c.biancheng.net")
set2 = set([1,2,3,4,5])
set3 = set((1,2,3,4,5))
print("set1:",set1)
print("set2:",set2)
print("set3:",set3)

运行结果为：

set1: {'a', 'g', 'b', 'c', 'n', 'h', '.', 't', 'i', 'e'}
set2: {1, 2, 3, 4, 5}
set3: {1, 2, 3, 4, 5}

访问set集合元素

由于集合中的元素是无序的，因此无法向列表那样使用下标访问元素。Python 中，访问集合元素最常用的方法是使用循环结构，将集合中的数据逐一读取出来。

a = {1,'c',1,(1,2,3),'c'}
for ele in a:print(ele,end=' ')

运行结果为：

1 c (1, 2, 3)

删除set集合

使用del()语句删除set集合，例如：

a = {1,'c',1,(1,2,3),'c'}
print(a)
del(a)
print(a)

运行结果为：

{1, 'c', (1, 2, 3)}
Traceback (most recent call last):File "C:\Users\mengma\Desktop\1.py", line 4, in <module>print(a)
NameError: name 'a' is not defined

向set集合中添加元素

set集合中添加元素，可以使用set类型提供的add()方法实现，该方法的语法格式为：

setname.add(element)

其中，setname表示要添加元素的集合，element表示要添加的元素内容。

使用add()方法添加的元素，只能是数字、字符串、元组或者布尔类型（True和False）值，不能添加列表、字典、集合这类可变的数据，否则Python解释器会报 TypeError错误。例如：

a = {1,2,3}
a.add((1,2))
print(a)
a.add([1,2])
print(a)

运行结果为：

{(1, 2), 1, 2, 3}
Traceback (most recent call last):File "C:\Users\mengma\Desktop\1.py", line 4, in <module>a.add([1,2])
TypeError: unhashable type: 'list'

从set集合中删除元素

删除现有set集合中的指定元素，可以使用 remove()方法，该方法的语法格式如下：

setname.remove(element)

使用此方法删除集合中元素，需要注意的是，如果被删除元素本就不包含在集合中，则此方法会抛出KeyError错误，例如：

a = {1,2,3}
a.remove(1)
print(a)
a.remove(1)
print(a)
#==============================
b = {1,2,3}
b.remove(1)
print(b)
b.discard(1) # discard() 方法当删除集合中元素失败时，此方法不会抛出任何错误
print(b)

运行结果为：

{2, 3}
Traceback (most recent call last):File "C:\Users\mengma\Desktop\1.py", line 4, in <module>a.remove(1)
KeyError: 1
#==============================
{2, 3}
{2, 3}

set集合做交集、并集、差集运算

有2个集合，分别为set1={1,2,3}和set2={3,4,5}，它们既有相同的元素，也有不同的元素。以这两个集合为例，分别做不同运算的结果如表1所示。

运算操作	Python运算符	含义	例子
交集	&	取两集合公共的元素	>>> set1 & set2
并集	|	取两集合全部的元素	>>> set1 | set2
差集	-	取一个集合中另一集合没有的元素	>>> set1 - set2 {1,2} >>> set2 - set1
对称差集	^	取集合A和B中不属于A&B的元素	>>> set1 ^ set2

字符串

字符串拼接

Python使用加号（+）作为字符串的拼接运算符，例如如下代码：

s2 = "Python "
s3 = "iS Funny"
#使用+拼接字符串
s4 = s2 + s3
print(s4)

字符串拼接数字

Python不允许直接拼接数字和字符串，程序必须先将数字转换成字符串。

为了将数字转换成字符串，可以使用str()或repr()函数，例如如下代码：

s1 = "这是数字: "
p = 99.8
#字符串直接拼接数值，程序报错
print(s1 + p)
#使用str()将数值转换成字符串
print(s1 + str(p))
#使用repr()将数值转换成字符串
print(s1 + repr(p))

截取字符串

Python字符串直接在方括号（[]）中使用索引即可获取对应的字符，其基本语法格式为：

string[index]

这里的string表示要截取的字符串，index表示索引值。Python规定，字符串中第一个字符的索引为 0、第二个字符的索引为 1，后面各字符依此类推。此外，Python也允许从后面开始计算索引，最后一个字符的索引为 -1，倒数第二个字符的索引为 -2，依此类推。

s = 'crazyit.org is very good'
# 获取s中索引2处的字符
print(s[2]) # 输出a
# 获取s中从右边开始，索引4处的字符
print(s[-4]) # 输出g

Python也可以在方括号中使用范围来获取字符串的中间“一段”（被称为子串），其基本语法格式为：

string[start : end : step]

此格式中，各参数的含义如下：

• string：要截取的字符串；
• start：表示要截取的第一个字符所在的索引（截取时包含该字符）。如果不指定，默认为 0，也就是从字符串的开头截取；
• end：表示要截取的最后一个字符所在的索引（截取时不包含该字符）。如果不指定，默认为字符串的长度；
• step：指的是从start索引处的字符开始，每step个距离获取一个字符，直至end索引出的字符。step默认值为 1，当省略该值时，最后一个冒号也可以省略。

s = 'crazyit.org is very good'
# 获取s中从索引3处到索引5处（不包含）的子串
print(s[3: 5]) # 输出 zy
# 获取s中从索引3处到倒数第5个字符的子串
print(s[3: -5]) # 输出 zyit.org is very
# 获取s中从倒数第6个字符到倒数第3个字符的子串
print(s[-6: -3]) # 输出 y g
#每隔 1 个，取一个字符
print(s[::2]) # 输出 caytogi eygo
# 获取s中从索引5处到结束的子串
print(s[5: ]) # 输出it.org is very good
# 获取s中从倒数第6个字符到结束的子串
print(s[-6: ]) # 输出y good
# 获取s中从开始到索引5处的子串
print(s[: 5]) # 输出crazy
# 获取s中从开始到倒数第6个字符的子串
print(s[: -6]) #输出crazyit.org is ver

len()函数详解：获取字符串长度或字节数

Python中，要想知道一个字符串有多少个字符（获得字符串长度），或者一个字符串占用多少个字节，可以使用len函数。

len函数的基本语法格式为：

len(string)

其中string用于指定要进行长度统计的字符串。

>>> a='http://c.biancheng.net'
>>> len(a)
22

通过使用encode()方法，将字符串进行编码后再获取它的字节数。

>>> str1 = "人生苦短，我用Python"
>>> len(str1.encode())
27

因为汉字加中文标点符号共7个，占21个字节，而英文字母和英文的标点符号占6个字节，一共占用27个字节。

split()方法详解：分割字符串

split()方法可以实现将一个字符串按照指定的分隔符切分成多个子串，这些子串会被保存到列表中（不包含分隔符），作为方法的返回值反馈回来。该方法的基本语法格式如下：

str.split(sep,maxsplit)

此方法中各部分参数的含义分别是：

1. str：表示要进行分割的字符串；
2. sep：用于指定分隔符，可以包含多个字符。此参数默认为None，表示所有空字符，包括空格、换行符“\n”、制表符“\t”等。
3. maxsplit：可选参数，用于指定分割的次数，最后列表中子串的个数最多为maxsplit+1。如果不指定或者指定为 -1，则表示分割次数没有限制。

>>> str = "C语言中文网 >>> c.biancheng.net"
>>> str
'C语言中文网 >>> c.biancheng.net'
>>> list1 = str.split() #采用默认分隔符进行分割
>>> list1
['C语言中文网', '>>>', 'c.biancheng.net']
>>> list2 = str.split('>>>') #采用多个字符进行分割
>>> list2
['C语言中文网 ', ' c.biancheng.net']
>>> list3 = str.split('.') #采用 . 号进行分割
>>> list3
['C语言中文网 >>> c', 'biancheng', 'net']
>>> list4 = str.split(' ',4) #采用空格进行分割，并规定最多只能分割成 4 个子串
>>> list4
['C语言中文网', '>>>', 'c.biancheng.net']
>>> list5 = str.split('>') #采用 > 字符进行分割
>>> list5
['C语言中文网 ', '', '', ' c.biancheng.net']
>>>
# 当字符串中有连续的空格或其他空字符时，都会被视为一个分隔符对字符串进行分割
>>> str = "C语言中文网   >>>   c.biancheng.net"  #包含 3 个连续的空格
>>> list6 = str.split()
>>> list6
['C语言中文网', '>>>', 'c.biancheng.net']
>>>

join()方法：合并字符串

join()方法合并字符串时，它会将列表（或元组）中多个字符串采用固定的分隔符连接在一起。

join()方法的语法格式如下：

newstr = str.join(iterable)

此方法中各参数的含义如下：

1. newstr：表示合并后生成的新字符串；
2. str：用于指定合并时的分隔符；
3. iterable：做合并操作的源字符串数据，允许以列表、元组等形式提供。

>>> list = ['c','biancheng','net']
>>> '.'.join(list)
'c.biancheng.net'
>>> dir = '','usr','bin','env'
>>> type(dir)
<class 'tuple'>
>>> '/'.join(dir)
'/usr/bin/env'

count()方法：统计字符串出现的次数

count方法用于检索指定字符串在另一字符串中出现的次数，如果检索的字符串不存在，则返回 0，否则返回出现的次数。

count方法的语法格式如下：

str.count(sub[,start[,end]])

此方法中，各参数的具体含义如下：

1. str：表示原字符串；
2. sub：表示要检索的字符串；
3. start：指定检索的起始位置，也就是从什么位置开始检测。如果不指定，默认从头开始检索；
4. end：指定检索的终止位置，如果不指定，则表示一直检索到结尾。

>>> str = "c.biancheng.net"
>>> str.count('.')
2
>>> str = "c.biancheng.net"
>>> str.count('.',1)
2
>>> str.count('.',2)
1

find()方法：检测字符串中是否包含某子串

find()方法用于检索字符串中是否包含目标字符串，如果包含，则返回第一次出现该字符串的索引；反之，则返回 -1。

find()方法的语法格式如下：

str.find(sub[,start[,end]])

此格式中各参数的含义如下：

1. str：表示原字符串；
2. sub：表示要检索的目标字符串；
3. start：表示开始检索的起始位置。如果不指定，则默认从头开始检索；
4. end：表示结束检索的结束位置。如果不指定，则默认一直检索到结尾。

>>> str = "c.biancheng.net"
>>> str.find('.')
1
>>> str = "c.biancheng.net"
>>> str.find('.',2)
11
>>> str = "c.biancheng.net"
>>> str.find('.',2,-4)
-1

index()方法：检测字符串中是否包含某子串

index()方法也可以用于检索是否包含指定的字符串， 同 find() 方法相比，不同之处在于，当指定的字符串不存在时，index()方法会抛出异常。

index()方法的语法格式如下：

str.index(sub[,start[,end]])

此格式中各参数的含义分别是：

1. str：表示原字符串；
2. sub：表示要检索的子字符串；
3. start：表示检索开始的起始位置，如果不指定，默认从头开始检索；
4. end：表示检索的结束位置，如果不指定，默认一直检索到结尾。

>>> str = "c.biancheng.net"
>>> str.index('.')
1
>>> str = "c.biancheng.net"
>>> str.index('z')
Traceback (most recent call last):File "<pyshell#49>", line 1, in <module>str.index('z')
ValueError: substring not found

字符串对齐方法

ljust()方法

ljust()方法的功能是向指定字符串的右侧填充指定字符，从而达到左对齐文本的目的。

ljust()方法的基本格式如下：

S.ljust(width[, fillchar])

其中各个参数的含义如下：

• S：表示要进行填充的字符串；
• width：表示包括S本身长度在内，字符串要占的总长度；
• fillchar：作为可选参数，用来指定填充字符串时所用的字符，默认情况使用空格。

S = 'http://c.biancheng.net/python/'
addr = 'http://c.biancheng.net'
print(S.ljust(35))
print(addr.ljust(35))
print(S.ljust(35,'-'))
print(addr.ljust(35,'-'))

输出结果为：

http://c.biancheng.net/python/  # 该输出结果中除了明显可见的网址字符串外，其后还有空格字符存在，每行一共 35 个字符长度。
http://c.biancheng.net
http://c.biancheng.net/python/-----
http://c.biancheng.net-------------

rjust()方法

rjust()和ljust()方法类似，唯一的不同在于，rjust()方法是向字符串的左侧填充指定字符，从而达到右对齐文本的目的。

rjust()方法的基本格式如下：

S.rjust(width[, fillchar])

每行字符串都占用 35 个字节的位置，实现了整体的右对齐效果。

S = 'http://c.biancheng.net/python/'
addr = 'http://c.biancheng.net'
print(S.rjust(35))
print(addr.rjust(35))
print(S.rjust(35,'-'))
print(addr.rjust(35,'-'))

输出结果为：

     http://c.biancheng.net/python/http://c.biancheng.net
-----http://c.biancheng.net/python/
-------------http://c.biancheng.net

center()方法

center()字符串方法与ljust()和rjust()的用法类似，但它让文本居中，而不是左对齐或右对齐。

center()方法的基本格式如下：

S.center(width[, fillchar])

【例 5】

S = 'http://c.biancheng.net/python/'
addr = 'http://c.biancheng.net'
print(S.center(35,))
print(addr.center(35,))
print(S.center(35,'-'))
print(addr.center(35,'-'))

输出结果为：

   http://c.biancheng.net/python/http://c.biancheng.net
---http://c.biancheng.net/python/--
-------http://c.biancheng.net------

检查字符串开头结尾

startswith()方法

startswith()方法用于检索字符串是否以指定字符串开头，如果是返回True；反之返回False。此方法的语法格式如下：

str.startswith(sub[,start[,end]])

此格式中各个参数的具体含义如下：

1. str：表示原字符串；
2. sub：要检索的子串；
3. start：指定检索开始的起始位置索引，如果不指定，则默认从头开始检索；
4. end：指定检索的结束位置索引，如果不指定，则默认一直检索在结束。

>>> str = "c.biancheng.net"
>>> str.startswith("c")
True
>>> str = "c.biancheng.net"
>>> str.startswith("http")
False
>>> str = "c.biancheng.net"
>>> str.startswith("b",2)
True

endswith()方法

endswith()方法用于检索字符串是否以指定字符串结尾，如果是则返回True；反之则返回False。该方法的语法格式如下：

str.endswith(sub[,start[,end]])

此格式中各参数的含义如下：

1. str：表示原字符串；
2. sub：表示要检索的字符串；
3. start：指定检索开始时的起始位置索引（字符串第一个字符对应的索引值为 0），如果不指定，默认从头开始检索。
4. end：指定检索的结束位置索引，如果不指定，默认一直检索到结束。

>>> str = "c.biancheng.net"
>>> str.endswith("net")
True

字符串大小写转换

title()方法

title()方法用于将字符串中每个单词的首字母转为大写，其他字母全部转为小写，转换完成后，此方法会返回转换得到的字符串。如果字符串中没有需要被转换的字符，此方法会将字符串原封不动地返回。

title()方法的语法格式如下：

str.title()

其中，str表示要进行转换的字符串。

>>> str = "c.biancheng.net"
>>> str.title()
'C.Biancheng.Net'
>>> str = "I LIKE C"
>>> str.title()
'I Like C'

lower()方法

lower()方法用于将字符串中的所有大写字母转换为小写字母，转换完成后，该方法会返回新得到的字符串。如果字符串中原本就都是小写字母，则该方法会返回原字符串。

lower()方法的语法格式如下：

str.lower()

其中，str表示要进行转换的字符串。

>>> str = "I LIKE C"
>>> str.lower()
'i like c'

upper()方法

upper()的功能用于将字符串中的所有小写字母转换为大写字母，和以上两种方法的返回方式相同，即如果转换成功，则返回新字符串；反之，则返回原字符串。

upper()方法的语法格式如下：

str.upper()

其中，str表示要进行转换的字符串。

>>> str = "i like C"
>>> str.upper()
'I LIKE C'

去除字符串中空格

Python 中，字符串变量提供了3种方法来删除字符串中多余的空格和特殊字符，它们分别是：

1. strip()：删除字符串前后（左右两侧）的空格或特殊字符。
2. lstrip()：删除字符串前面（左边）的空格或特殊字符。
3. rstrip()：删除字符串后面（右边）的空格或特殊字符。

注意，Python的str是不可变的（不可变的意思是指，字符串一旦形成，它所包含的字符序列就不能发生任何改变），因此这三个方法只是返回字符串前面或后面空白被删除之后的副本，并不会改变字符串本身。

strip()方法

strip()方法用于删除字符串左右两个的空格和特殊字符，该方法的语法格式为：

str.strip([chars])

其中，str表示原字符串，[chars]用来指定要删除的字符，可以同时指定多个，如果不手动指定，则默认会删除空格以及制表符、回车符、换行符等特殊字符。

>>> str = "  c.biancheng.net \t\n\r"
>>> str.strip()
'c.biancheng.net'
>>> str.strip(" ,\r")
'c.biancheng.net \t\n'
>>> str       # 通过 strip() 确实能够删除字符串左右两侧的空格和特殊字符，但并没有真正改变字符串本身。
'  c.biancheng.net \t\n\r'

lstrip()方法

lstrip()方法用于去掉字符串左右的空格和特殊字符。该方法的语法格式如下：

str.lstrip([chars])

其中，str和chars参数的含义，分别同strip()语法格式中的str和chars完全相同。

>>> str = "  c.biancheng.net \t\n\r"
>>> str.lstrip()
'c.biancheng.net \t\n\r'

rstrip()方法

rstrip()方法用于删除字符串右侧的空格和特殊字符，其语法格式为：

str.rstrip([chars])

str和chars参数的含义和前面 2 种方法语法格式中的参数完全相同。

>>> str = "  c.biancheng.net \t\n\r"
>>> str.rstrip()
'  c.biancheng.net'

格式化输出

占位符%格式化输出

输出标准：

1. %：表示格式说明的起始符号，不能省略
2. ``：有-b表示左对其输出，右边补空格，如省略表示右对齐，左边补空格
3. 0：有0表示指定空格填0，如省略指定空格不填。
4. m.n：·m·指域宽，即对应的输出项在输出设备上所占的字符数。n指精度，用于说明输出的实形数小数点位。未指定n，浮点型默认精度为n = 6位

格式符用以指定输出项的数据类型和输出格式

1. 整数%d格式：用来输出十进制整数。有以下用法：

   • %d：按整形数据的实际长度输出
   • %md：m为指定的输出字段的宽度。如果m>实际数据位数，左端补空格，如果m<实际数据位数，则按实际位数输出。

   a=1000print("a : %d; b : %10d" % (a, a))  # 输出：a : 1000; b :       1000
   

2. 字符串%s格式：用来输出一个字符串

   • %s：输出整个字符串
   • %ms：输出的字符串占m列，如果字符串本身长度大于m，则全部输出，如果小于m，则左边补空格
   • %-ms：如果串长小于m，则在m的范围内，字符串向左靠，右补空格
   • %m.ns：输出占m列，但是只取字符串左端n个字符。这n个字符输出在m列的右侧，左边补空格。如果n > m,自动取n值，保证n个字符正常输出。
   • %-m.ns：m,n含义同上，n个字符输出在m列范围的左侧，右补空格。如果n > m,自动取n值，保证n个字符正常输出。

   a=1000
   b="hellworld"print('a : %d; b : %10d' % (a, a))     # 输出：a : 1000; b :       1000
   print("str1:%s;" % (b))					# 输出：str1:hellworld;
   print("str2:%12s; str3:%5s" % (b, b))		# 输出：str2:   hellworld; str3:hellworld;
   print("str4:%-12s; str5:%-5s" % (b, b))		# 输出：str4:hellworld   ; str5:hellworld;
   print("str6:%5.8s; str7:%5.3s" % (b, b))	# 输出：str6:hellworl; str7:  hel;
   print("str8:%-5.8s; str9:%-5.3s" % (b, b))	# 输出：str8:hellworl; str9:hel  ;
   

3. 浮点型%f格式： 用来输出一个浮点型数值

   • %f：不指定宽度，整数部分全部输出，并输出6个小数位。
   • %m.nf：输出共占m列，其中有n个小数，若输出数值（即n+整数部分+小数点1）宽度小于m左侧补空格。
   • %-m.nf：输出共占m列，其中有n位小数，若输出数值宽度（即n+整数部分+小数点1）小于m右端补空格。

   c=1314.1415926
   print("float1:%f" % (c))		# 输出：float1:1314.141593
   print("float2:%8.2f; float3:%8.5f;" % (c, c))	# 输出：float2: 1314.14; float3:1314.14159;
   print("float4:%-8.2f; float5:%-8.5f;" % (c, c))	# 输出：float4:1314.14 ; float5:1314.14159;
   

format()格式化输出

基本格式

把传统的%替换为{}来实现格式化输出 。format()方法的语法格式如下：

str.format(args)

此方法中，str用于指定字符串的显示样式；args用于指定要进行格式转换的项，如果有多项，之间有逗号进行分割。

在创建str显示样式模板时，需要使用{}和：来指定占位符，其完整的语法格式为：

{ [index][ : [ [fill] align] [sign] [#] [width] [.precision] [type] ] }

注意，格式中用 [] 括起来的参数都是可选参数，即可以使用，也可以不使用。各个参数的含义如下：

• index：指定：后边设置的格式要作用到args中第几个数据，数据的索引值从 0 开始。如果省略此选项，则会根据args中数据的先后顺序自动分配。

• fill：指定空白处填充的字符。注意，当填充字符为逗号(,)且作用于整数或浮点数时，该整数（或浮点数）会以逗号分隔的形式输出，例如（1000000会输出 1,000,000）。

• align：指定数据的对齐方式，具体的对齐方式如表 1 所示。

  align	含义
  <	数据左对齐。
  >	数据右对齐。
  =	数据右对齐，同时将符号放置在填充内容的最左侧，该选项只对数字类型有效。
  ^	数据居中，此选项需和width参数一起使用。

• sign：指定有无符号数，此参数的值以及对应的含义如表 2 所示。

  sign参数	含义
  +	正数前加正号，负数前加负号。
  -	正数前不加正号，负数前加负号。
  空格	正数前加空格，负数前加负号。
  #	对于二进制数、八进制数和十六进制数，使用此参数，各进制数前会分别显示0b、0o、0x前缀；反之则不显示前缀。

• width：指定输出数据时所占的宽度。

• .precision：指定保留的小数位数。

• type：指定输出数据的具体类型，如表 3 所示。

  type类型值	含义
  s	对字符串类型格式化。
  d	十进制整数。
  c	将十进制整数自动转换成对应的Unicode字符。
  e或者E	转换成科学计数法后，再格式化输出。
  g或G	自动在e和f（或E和F）中切换。
  b	将十进制数自动转换成二进制表示，再格式化输出。
  o	将十进制数自动转换成八进制表示，再格式化输出。
  x或者X	将十进制数自动转换成十六进制表示，再格式化输出。
  f或者F	转换为浮点数（默认小数点后保留 6 位），再格式化输出。
  %	显示百分比（默认显示小数点后 6 位）。

代码示例

基本用法

print('{} {}'.format('hello', 'world'))  # 最基本的print('{0} {1}'.format('hello', 'world'))  # 通过位置参数print('{0} {1} {0}'.format('hello', 'world'))  # 单个参数多次输出"""输出结果
hello world
hello world
hello world hello
"""

关键词定位

# 通过关键词参数
print('我的名字是{name},我今年{age}岁了。'.format(name='Linda', age='18'))# 与位置参数一样，单个参数也能多次输出
print('{name}说："我的名字是{name},我今年{age}岁了。"'.format(name='linda', age='18'))"""输出结果
我的名字是linda,我今年18岁了。
linda说："我的名字是Linda,我今年18岁了。"
"""

固定宽度/填充/对齐方式

data = [{'name': 'Mary', 'college': 'Tsinghua University'},{'name': 'Micheal', 'college': 'Harvard University'},{'name': 'James', 'college': 'Massachusetts Institute of Technology'}]print('{:-^50}'.format('居中'))
for item in data:print('{:^10}{:^40}'.format(item['name'], item['college']))print('{:-^50}'.format('左对齐'))
for item in data:print('{:<10}{:<40}'.format(item['name'], item['college']))print('{:-^50}'.format('右对齐'))
for item in data:print('{:>10}{:>40}'.format(item['name'], item['college']))"""输出结果
------------------------居中------------------------Mary             Tsinghua UniversityMicheal             Harvard UniversityJames    Massachusetts Institute of Technology
-----------------------左对齐------------------------
Mary      Tsinghua University
Micheal   Harvard University
James     Massachusetts Institute of Technology
-----------------------右对齐------------------------Mary                     Tsinghua UniversityMicheal                      Harvard UniversityJames   Massachusetts Institute of Technology
"""

数字格式化

# 取小数点后两位
num = 3.1415926
print('小数点后两位：{:.2f}'.format(num))  # 输出结果 -> 小数点后两位：3.14# 带+/-输出
num = -3.1415926
print('带正/负符号：{:+.2f}'.format(num))  # 输出结果 -> 带正/负符号：-3.14# 转为百分比
num = 0.34534
print('百分比：{:.2%}'.format(num))  # 输出结果 -> 百分比：34.53%# 科学计数法
num = 12305800000
print('科学计数法：{:.2e}'.format(num))  # 输出结果 -> 科学计数法：1.23e+10# ,分隔
num = 12305800000
print('","分隔：{:,}'.format(num))  # 输出结果 -> ","分隔：12,305,800,000# 转为二进制
num = 15
print('二进制：{:b}'.format(num))  # 输出结果 -> 二进制：1111# 十六进制
num = 15
print('十六进制：{:x}'.format(num))  # 输出结果 -> 十六进制：f# 八进制
num = 15
print('八进制：{:o}'.format(num))  # 输出结果 -> 八进制：17

推导式

Python推导式是一种独特的数据处理方式，可以从一个数据序列构建另一个新的数据序列的结构体。它是一种强大且简洁的语法，适用于生成列表、字典、集合和生成器。同时，在使用推导式时，需要注意可读性，尽量保持表达式简洁，以免影响代码的可读性和可维护性。

列表推导式

列表推导式格式为：

[表达式 for 变量 in 列表]
[out_exp_res for out_exp in input_list]或者[表达式 for 变量 in 列表 if 条件]
[out_exp_res for out_exp in input_list if condition]

参数说明：

• out_exp_res：列表生成元素表达式，可以是有返回值的函数。
• for out_exp in input_list：迭代input_list将out_exp 传入到out_exp_res表达式中。
• if condition：条件语句，可以过滤列表中不符合条件的值。

字典推导式

字典推导基本格式：

{ key_expr: value_expr for value in collection }或{ key_expr: value_expr for value in collection if condition }

集合推导式

集合推导式基本格式：

{ expression for item in Sequence }
或
{ expression for item in Sequence if conditional }

元组推导式（生成器表达式）

元组推导式可以利用range区间、元组、列表、字典和集合等数据类型，快速生成一个满足指定需求的元组。

元组推导式基本格式：

(expression for item in Sequence )
或
(expression for item in Sequence if conditional )

元组推导式和列表推导式的用法也完全相同，只是元组推导式是用 () 圆括号将各部分括起来，而列表推导式用的是中括号 []，另外元组推导式返回的结果是一个生成器对象。