【2024最新-python3小白零基础入门】No3.python六大数据类型学习

发布时间:2024年01月11日

前言

数据类型是用来存储不同类型的数据,它们是构建复杂数据结构的基础,也是我们学好一门编程语言的基础。
Python3 中有六个标准的数据类型:

  • Number(数字)
  • String(字符串)
  • List(列表)
  • Tuple(元组)
  • Set(集合)
  • Dictionary(字典)

Python3 的六个标准数据类型中:

  • 不可变数据(3 个):Number(数字)、String(字符串)、Tuple(元组);
  • 可变数据(3 个):List(列表)、Dictionary(字典)、Set(集合)。

接下来我们逐个来学习每种类型的基本使用

一、 Number(数字)

数字数据类型用于存储数值。
它是不允许改变的,这就意味着如果改变数字数据类型的值,将重新分配内存空间。

1.1 数字类型分类

上一节我们提过,数字类型又分为三种:

  • 整型(Int) - 通常被称为是整型或整数,是正或负整数,不带小数点。Python3 整型是没有限制大小的,可以当作 Long 类型使用,所以 Python3 没有 Python2 的 Long 类型。
  • 浮点型(float) - 浮点型由整数部分与小数部分组成,浮点型也可以使用科学计数法表示(2.5e2 = 2.5 x 102 = 250)
  • 复数( (complex)) - 复数由实数部分和虚数部分构成,可以用a + bj,或者complex(a,b)表示, 复数的实部a和虚部b都是浮点型。
    下面看下三者的对比:
    在这里插入图片描述
# 声明一个整型变量  
a = 100  
# 输出变量的值  
print(a)
# 声明一个浮点型变量  
b = 3.14159  
# 输出变量的值  
print(b)
# 声明一个复数变量  
c = 3.14j  
# 输出变量的值  
print(c)

1.2 数字类型转换

有时候,我们需要对数据内置的类型进行转换,数据类型的转换,你只需要将数据类型作为函数名即可。

  • int(x) 将x转换为一个整数。
  • float(x) 将x转换到一个浮点数。
  • complex(x) 将x转换到一个复数,实数部分为 x,虚数部分为 0。
  • complex(x, y) 将 x 和 y 转换到一个复数,实数部分为 x,虚数部分为 y。x 和 y 是数字表达式。
# 声明一个浮点型变量  
c = 3.14159  
# 将浮点型变量转换为整型  
d = int(c)  
# 输出变量的值  
print(d)

1.3 数字运算

Python语言支持各种数字运算,包括加法、减法、乘法、除法、求模等基本运算,还支持幂运算、指数运算、对数运算等高级运算。以下是一些数字运算的总结和代码示例:

# 两个整数相加  
a = 10 + 20  

# 两个浮点数相加  
b = 3.14 + 2.71

# 两个整数相减  
c = 20 - 10  

# 两个浮点数相减  
d = 3.14 - 2.71

# 两个整数相乘  
e = 10 * 20  

# 两个浮点数相乘  
f = 3.14 * 2.71

# 两个整数相除,结果为整数除法,即向下取整  
g = 10 // 3  
# 两个浮点数相除,结果为浮点数除法,即精确除法  
h = 3.14 / 2.71

# 两个整数求模  
i = 10 % 3  
# 两个浮点数求模,可以使用内置的 math.fmod() 函数  
import math  
j = math.fmod(3.14, 2.71)

# 使用 ** 运算符计算幂运算,例如计算 a 的 b 次方  
k = a ** b  # 等价于 pow(a, b)

# 使用 pow() 函数计算指数运算,例如计算 a 的 b 次方,c 为底数(可选)  
l = pow(a, b)  # 等价于 a ** b,如果 c 不指定,则默认 c 为 e(自然对数的底数)

下面列出一些常用的Python内置数学函数:

acos():计算给定数字的反余弦值,以弧度为单位。
asin():计算给定数字的反正弦值,以弧度为单位。
atan():计算给定数字的反正切值,以弧度为单位。
radians():将角度转换为弧度。
degrees():将弧度转换为角度。
log10():计算给定数字的以10为底的对数。
log():计算给定数字的自然对数(底数为 e)。还可以指定第二个参数为底数,来计算以该底数为底的对数。
pow():计算a的b次方,或者x的y次方(x为整数或浮点数,y为整数)。
fmod():返回两个数相除的余数。
cmath.sqrt():计算复数的平方根。

二、 String(字符串)

字符串用于存储文本数据,它也是不可变的,如果重新赋值也就意味着会开辟新的内存空间。

2.1 字符串的创建:

  • 使用单引号或双引号括起来表示字符串。例如:‘Hello’,“World”。
  • 使用三引号(单引号或双引号)可以创建多行字符串。例如:“”“Hello World”""或’‘‘Hello World’’'。
  • 使用转义字符表示特殊字符,如换行符(\n),制表符(\t)等。例如:‘Hello\nWorld’或’Hello\tWorld’。

2.2 字符串的基本操作:

  • 拼接:使用加号(+)将两个字符串连接在一起。例如:str1 = ‘Hello’ + ’ World’。
  • 重复:使用乘法运算符(*)将字符串重复指定的次数。例如:str2 = ‘Hello’ * 3,输出结果为’HelloHelloHello’。
  • 长度:使用len()函数获取字符串的长度。例如:len(‘Hello World’)返回7。
  • 子串索引:使用索引和切片操作获取字符串中的子串。例如:str3 = ‘Hello World’,str3[0]返回’H’,str3[1:5]返回’ello’。
  • 查找:使用find()或index()函数查找子串在字符串中的位置。如果子串不存在,则返回-1。例如:str4 = ‘Hello World’,str4.find(‘World’)返回6。

2.3 字符串常用方法:

lower():将字符串转换为小写字母形式。
upper():将字符串转换为大写字母形式。
title():将字符串中的每个单词首字母大写,其余字母小写。
capitalize():将字符串的首字母转换为大写字母,其余字母小写。
swapcase():将字符串中的大写字母转换为小写字母,小写字母转换为大写字母。
count():统计子串在字符串中出现的次数。
replace():将字符串中的某个子串替换为另一个子串。
strip():删除字符串开头和结尾的空格、制表符和换行符。
rstrip():删除字符串结尾的空格、制表符和换行符。
lstrip():删除字符串开头的空格、制表符和换行符。

三、 List(列表)

Python中的列表(list)是一种有序的集合,可以包含任意类型的对象,包括数字、字符串、列表等。列表是可变的,意味着可以添加、删除和修改列表中的元素。

3.1 创建列表:

  • 使用方括号[]创建空列表。例如:my_list = []。
  • 使用逗号分隔的元素列表创建列表。例如:my_list = [1, 2, 3]。
  • 使用list()函数将其他数据类型转换为列表。例如:my_list = list(“hello”)。

3.2 列表的基本操作:

  • 添加元素:使用append()方法向列表末尾添加一个元素。例如:my_list.append(4)。
  • 插入元素:使用insert()方法在指定位置插入一个元素。例如:my_list.insert(1, ‘a’)。
  • 删除元素:使用remove()方法删除指定元素。例如:my_list.remove(3)。
  • 替换元素:使用索引和赋值操作替换指定位置的元素。例如:my_list[0] = ‘b’。

3.3 列表的遍历:

  • 使用for循环遍历列表中的每个元素。例如:for item in my_list: print(item)。

3.4 列表的排序:

  • 使用sort()方法对列表进行原地排序。例如:my_list.sort()。
  • 使用sorted()函数返回排序后的新列表。例如:sorted_list = sorted(my_list)。

3.5 列表的切片操作:

  • 使用切片语法获取列表中的子序列。例如:sub_list = my_list[1:4]。

3.6 列表的长度和查找:

  • 使用len()函数获取列表的长度。例如:length = len(my_list)。
  • 使用index()方法查找元素在列表中的索引位置。例如:index = my_list.index(‘a’)。

3.7 列表推导式:

  • 使用列表推导式快速生成新的列表。例如:new_list = [x**2 for x in my_list]。

3.8 嵌套列表:

  • 将一个列表作为元素存储在另一个列表中,形成嵌套列表。例如:nested_list = [[1, 2], [3, 4], [5, 6]]。
# 创建一个包含数字的列表  
my_list = [1, 2, 3, 4, 5]  
  
# 输出列表的长度  
print("Length of the list:", len(my_list))  
  
# 输出列表中的所有元素  
print("Elements in the list:", my_list)  
  
# 在列表末尾添加一个元素  
my_list.append(6)  
print("After appending an element:", my_list)  
  
# 在指定位置插入一个元素  
my_list.insert(2, 7)  
print("After inserting an element:", my_list)  
  
# 删除指定位置的元素  
del my_list[0]  
print("After deleting an element:", my_list)  
  
# 替换指定位置的元素  
my_list[2] = 8  
print("After replacing an element:", my_list)  
  
# 对列表进行排序  
my_list.sort()  
print("After sorting the list:", my_list)

四、 Tuple(元组)

元组(tuple)是Python中的一种基本数据结构,类似于列表,但与列表有一些重要的区别。

4.1 定义和创建元组:

  • 使用圆括号创建元组,逗号分隔每个元素。例如:t = (1, 2, 3)。
  • 使用tuple()函数将可迭代对象转换为元组。例如:t = tuple([1, 2, 3])。

4.2 元组的基本操作:

  • 访问元组中的元素:使用索引,例如t[0]获取第一个元素。
  • 修改元组中的元素:元组是不可变的,不能直接修改元素。但可以通过重新赋值来“修改”元组。
  • 删除元组中的元素:元组是不可变的,不能直接删除元素。但可以使用del语句删除整个元组。

4.3 元组的特性:

元组是不可变的,一旦创建就不能修改其内容。这使得元组在表示一些不应该被改变的信息时非常有用。
元组可以包含其他元组,形成嵌套元组。

4.5 元组与列表的区别:

  • 元组是不可变的,而列表是可变的。
  • 元组通常用于表示一组固定不变的值,而列表用于表示一组可变的数据。

4.6 元组的常用场景:

  • 作为字典的键,因为元组的不可变性使其成为安全的键类型。
  • 作为集合的元素,因为集合只关心元素的唯一性而不关心其顺序。

示例:

# 定义一个元组  
t = (1, 2, 3)  
print(t[0])  # 输出: 1  
  
# 尝试修改元组中的元素  
# t[0] = 10  # 这会引发错误,因为元组是不可变的  
  
# 重新赋值以“修改”元组的内容  
t = (10, 2, 3)  # 现在t是一个新的元组,不再是原来的(1, 2, 3)  
print(t[0])  # 输出: 10

注意事项:尽管元组是不可变的,但它的元素可以是可变的(如列表或字典)。这意味着如果你在一个元组的元素上做出更改,原始元组不会受到影响,但该元素的内部结构可能会改变。

五、 Set(集合)

Set(集合)是 Python 中的一个无序且不重复的元素序列。

5.1 创建集合:

  • 使用大括号 {} 创建空集合。例如:s = {}。
  • 使用 set() 函数将可迭代对象转换为集合。例如:s = set([1, 2, 3])。

5.2 集合的添加和删除:

  • 使用 add() 方法向集合中添加一个元素。例如:s.add(4)。
  • 使用 remove() 方法从集合中删除一个元素。例如:s.remove(3)。

5.3 集合的交集、并集和差集:

  • 使用 & 运算符计算两个集合的交集。例如:s1 & s2。
  • 使用 | 运算符计算两个集合的并集。例如:s1 | s2。
  • 使用 - 运算符计算一个集合相对于另一个集合的差集。例如:s1 - s2。

5.4 集合的对称差集:

  • 使用 ^ 运算符计算两个集合的对称差集,即存在于 s1 或 s2 中但不同时存在的元素。例如:s1 ^ s2。

5.5 检查集合中的元素:

  • 使用 in 关键字检查一个元素是否存在于集合中。例如:4 in s。

5.6 集合的遍历:

  • 使用 for 循环遍历集合中的每个元素。例如:for item in s: print(item)。

5.7 集合的运算:

  • 结合 set() 函数和运算符可以对集合进行各种复杂的运算,如合并、筛选等。

示例:

# 创建一个集合  
s = {1, 2, 3}  
print(s)  # 输出: {1, 2, 3}  
  
# 向集合中添加元素  
s.add(4)  
print(s)  # 输出: {1, 2, 3, 4}  
  
# 从集合中删除元素  
s.remove(2)  
print(s)  # 输出: {1, 3, 4}  
  
# 计算交集、并集和差集  
s1 = {1, 2, 3}  
s2 = {2, 3, 4}  
print(s1 & s2)  # 输出: {2, 3},交集  
print(s1 | s2)  # 输出: {1, 2, 3, 4},并集  
print(s1 - s2)  # 输出: {1},差集(s1 中有而 s2 中没有的元素)

六、 Dictionary(字典)

Python中的字典(dictionary)是一种可变的数据类型,用于存储键值对。字典中的键必须是唯一的,而值可以是任何数据类型:数字、字符串、列表、字典等。

6.1 字典的基本操作:

  • 创建字典:使用大括号 {} 或者 dict() 函数来创建字典。
dict1 = {"key1": "value1", "key2": "value2"}  
dict2 = dict(key1="value1", key2="value2")
  • 从字典中获取值:使用键来获取对应的值。

  • 向字典中添加或修改键值对:直接使用键值对赋值。

  • 从字典中删除键值对:使用 del 语句或 pop() 方法。

  • 检查字典中是否存在某个键:使用 in 关键字。

# 创建一个字典  
my_dict = {"name": "John", "age": 30, "city": "New York"}  
  
# 从字典中获取值  
name = my_dict["name"]  # 返回 "John"  
age = my_dict["age"]  # 返回 30  
city = my_dict["city"]  # 返回 "New York"  
  
# 向字典中添加或修改键值对  
my_dict["job"] = "Engineer"  
  
# 从字典中删除键值对  
del my_dict["age"]  
  
# 检查字典中是否存在某个键  
exists = "city" in my_dict  # 返回 True

6.2 字典的常用方法:

keys(): 返回字典中所有的键,可以传入一个可选的参数来返回指定类型的键。
values(): 返回字典中所有的值。
items(): 返回字典中所有的键值对,以元组的形式表示。
get(): 返回指定键的值,如果键不存在则返回默认值(可选参数)。
clear(): 清空字典中的所有键值对。
update(): 合并两个字典,如果键冲突则后一个值会覆盖前一个值。
copy(): 返回字典的一个浅拷贝。

注意事项:由于字典是可变的,因此在作为函数参数时默认是按值传递,如果要按引用传递需要使用可变对象作为参数。

文章来源:https://blog.csdn.net/ljllxk001/article/details/135515178
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