从零开始学Python（二）

紧跟上文，这一篇主要讲了列表和字典，至此Python中基础的数据结构部分算是全部讲完了（撒花✿✿ヽ(°▽°)ノ✿）

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四、操作列表

顾名思义，就是怎么遍历并处理列表元素，这里我们会用到for函数。

for函数

我们先介绍在Python中for函数的用法。

example=['Adam','Ben','JJG']
for i in example:
    print(i)
'''
>>>Adam
Ben
JJG
'''

这里将一个临时变量 i 与列表example中的元素相绑定并遍历整个列表。需要注意的是Python中的for函数和c语言的for函数用法截然不同。

for (i=0; i++ ;i<10)//定义并初始化临时变量i，定义循环操作，定义循环结束条件
{
	//执行操作
}

然而在C++中支持for函数的两种用法。

既然在Python中for函数能做到遍历整个列表，那我们能做的也还不仅于此，我们可以统一的对列表所有元素进行操作，以下就是一个简单的例子。

games=['to the moon','finding paradise','impostor factory']
for game in games:
    print(f"I really love {game.title()}")
print("Kan Gao is really a genius")
'''
>>>I really love To The Moon
I really love Finding Paradise      
I really love Impostor Factory      
Kan Gao is really a genius
'''

最后，Python是一门对缩进敏感的语言，在使用for循环时请务必注意缩进问题，否则很容易出现逻辑错误甚至语法错误。

创建数值列表

这里我们引入一个重要的函数，range函数。

range函数不难理解，一共可以向range传递三个参数，分别是起始值，结束值和步长。其中第三个参数是可选的，默认为1。需要注意的是range函数确定的范围实际上是一个左闭右开的区间，也就是说range(1,20)本身只包含1~19，20不被包含在内。

我们可以结合for函数和range函数进行许多操作，最简单的就是打印一串数字。

for i in range(1,5):
    print(i)
'''
>>>1
2
3
4
'''

我们还可以结合list函数和range函数创建数字列表。

number=list(range(1,6))
print(number)
'''
>>>[1,2,3,4,5]
'''

这里创建了1~5的数字列表，但如果要输出一个前五个数字平方的列表呢？

example=[]
for i in range(1,6):
    example.append(i**2)
'''
print(example)
>>>[1,4,9,16,25]
print(min(example))
print(max(example))
print(sum(example))
>>>1
25
55
'''

此外，我们还可以用min函数，max函数和sum函数对列表进行简单的统计计算，用法如上。

最后就是列表解析，可以让你精简你的代码，用法如下。

num=[i**2 for i in range(1,6)]
print(num)
'''
>>>[1,4,9,16,25]
'''

使用列表的一部分

在上一小节中，我们介绍了如何遍历整个列表并对其元素进行处理，这里我们只需要处理一部分列表元素。也就是切片

现在我有一个列表，但是我只想打印他们前三个成员，那么我们就需要切片。

example=['Adam','Ben','JJG','Finding','Paradise']
for i in example[0:3]:
    print(i)
'''
>>>Adam
Ben
JJG
'''

我们仔细分析切片是如何使用的。和range函数类似，我们可以向切片传递三个参数example[x:y:z]。其中x代表起始元素索引，y代表结束元素索引，z代表步长且默认为1，而范围同样是左闭右开。

与range函数不同的一点是，索引可以是负值。比如example[-3:]就代表从example倒数第三个元素到末尾元素。

复制列表

学习完切片后，我们有必要介绍如何用切片来复制列表。下面是演示。

eg1=['Adam','Ben','JJG']
eg2=[]
#正确的做法
eg2=eg1[:]
#错误的做法
eg2=eg1

上面演示了两种复制列表的方法，但只有第一种是正确的。因为只有使用切片复制才能实实在在的产生第二个内容相同的列表，而第二种方法只是将eg2关联到eg1。这一点类似C语言中的指针，从而导致还是只有一个列表，不过是都指向一个地方而已。

元组

元组和列表类似，以圆括号()构造，同样可以使用索引访问元素。但是元组的元素不可修改。也就是说如果想要创建一个在整个数据周期内内容不变的数据结构，最好使用元组。

如果你尝试着像修改列表一样去修改元组的元素，那么编译器会报错。

但是如果你想要更改元组，可以通过重新给元组赋值来实现。下面演示一下元组的使用。

example=('Adam','Ben')
print(example[0],example[1])
example=('to the moon','finding paradise')#给元组重新赋值
print(example[0].title(),example[1].title())
'''
>>>Adam Ben
To The Moon Finding Paradise
'''

五、if语句

if语句比较简单，大部分和C共享一套逻辑。这里只简单谈谈和C语言有所区别的地方。

①Python中判断多个条件的’与‘和’或‘为and和or，更符合口语。但是C语言中分别为&&和||。

②Python中有一个比较特殊的判断in和其否定not in，即判断元素在不在所给范围内。

③if语句和Python中的for语句一样对缩进敏感，使用格式大致相仿。

④Python中执行多个判断时使用的是elif，而C语言中使用的是else if。

没了，以上。（确实就这么简单）

六、字典

Python中的字典是一种储存着键值对的列表，类似于C语言的枚举。但是C语言的枚举仅限于字符串和整数的映射，而字典可以进行字符串到字符串的映射，甚至是字符串到列表。事实上，Python中的所有对象都可作为字典中的值，相当于C语言中的超大型#define。（？）

下面演示一下字典的定义和用法。

example={'fname':'adam','lname':'ben'}
print(example['fname'])
'''
>>>adam
'''

字典中键与值之间用冒号’:‘连接，不同的键值对之间用逗号’,'连接。字典中可以加入任意多的键值对。

字典的基本操作

添加键值对

字典是一种动态结构，想要添加字典，需要依次指定字典名、用方括号括起的键、等号和对应的值。

example={'fname':'adam','lname':'ben'}
example['nick_name']='JJG'
print(example)
'''
>>>{'fname': 'adam', 'lname': 'ben', 'nick_name': 'JJG'}
'''

用字典来储存用户编写的数据或者自动编写储存大量的键值对时，通常我们会先定义一个空字典。

修改键值对

与修改列表类似，修改字典即直接把新值赋给原有的键值对，当然如果不存在对应的键，其结果相当于添加了一个新键值对。

example={'fname':'adam','lname':'ben'}
example['fname']='JJG'
print(example)
'''
>>>{'fname': 'JJG', 'lname': 'ben'}
'''

删除键值对

格式与之前的操作类似，通过使用del函数以及字典名和对应的键来删除键值对。

example={'fname':'adam','lname':'ben'}
del example['fname']
print(example)
'''
>>>{'lname': 'ben'}
'''

注意，一旦删除了键值对，那么该键值对就在字典里永久消失了。

遍历字典

使用for循环以及items方法来遍历字典中的键值对。

example={
    'fname':'adam',
    'lname':'ben',
    'nname':'jjg',
    'game':'finding paradise',
}
for key,value in example.items():
    print(f"Key is {key} and value is {value}.")
'''
>>>Key is fname and value is adam.
Key is lname and value is ben.
Key is nname and value is jjg.
Key is game and value is finding paradise.
'''

items方法返回一个键值对列表，然后for再把键值对的值依次分配给两个值key和value。

遍历所有的键

当然，你也可以选择只遍历所有的键，将方法items改为keys就可以了，不过遍历字典时会默认遍历所有的键，也就是说加不加keys方法所输出的结果都一样。但是显式的使用keys，可以提高你的代码可读性。

同样的，keys也和items一样，返回的是一个列表，前者只返回字典中所有键的值，而后者则是返回字典中所有的键值对。

值得注意的是Python并不关心你输入字典时的顺序，换而言之Python的字典排序并不是按照你输入的顺序排序的，如果你想要对输出的字典键值对排序，你需要调用sorted函数。

example={
    'fname':'adam',
    'lname':'ben',
    'nname':'jjg',
    'game':'finding paradise',
}
for name in sorted(example.keys()):
    print(name.title()+", is very good!")
'''
>>>Fname, is very good!
Game, is very good!
Lname, is very good!
Nname, is very good!
'''

遍历所有的值

除了遍历所有的键之外，你当然还可以遍历所有的值，通过调用values方法即可，用法同keys与items。

值得一提的是，当处理包含大量键值对的字典时，字典的值很有可能会有重复数据，但是使用values输出的值是不考虑重复的。如果你需要去除掉结果中重复的数据，你可以使用set集合。集合类似于列表，但每个元素都是独一无二的。

example={
    'name1':'adam',
    'name2':'ben',
    'name3':'ben',
    'name4':'jjg',
}
for value in set(example.values()):
    print(value.title())
'''
>>>Ben
Jjg
Adam
'''

使用get方法来访问值

一般情况下，我们都是用方括号来访问字典中的值，但是如果方括号内的键名不存在，会在Python中引发键值错误（KeyError）

如果想避免发生这种错误，那么就使用get方法指定要访问的键名和键名不存在时的返回值。前者是必选的，而后者不存在时默认返回值为None。

example={
    'name1':'adam',
    'name2':'ben',
    'name3':'ben',
    'name4':'jjg',
}
value=example.get('fname','No value assigned')
'''
print(value)
>>>No value assigned
'''

嵌套

有时候，需要将一系列字典存储在列表中，或将列表作为值存储在字典中，这称为嵌套。你可以在列表中嵌套字典、在字典中嵌套列表甚至在字典中嵌套字典。

字典列表/列表储存字典

顾名思义，就是创建一个列表，列表元素为字典。

#创建一个空列表
student=[]

#创建30个学生
for student_number in range(0,30):
    new_student={
        'age':19,
        'school':'JUN',
        'sexual':'male',
    }
    student.append(new_student)
    
#显示前五个学生
for i in student[:5]:
    print(i)
print('...')
'''
>>>{'age': 19, 'school': 'JUN', 'sexual': 'male'}
{'age': 19, 'school': 'JUN', 'sexual': 'male'}
{'age': 19, 'school': 'JUN', 'sexual': 'male'}
{'age': 19, 'school': 'JUN', 'sexual': 'male'}
{'age': 19, 'school': 'JUN', 'sexual': 'male'}
'''

在字典中储存列表

有时候，需要把列表储存在字典中，比如储存一个披萨的配料列表什么的。当我们需要把字典中的一个键关联到多个值时，我们就可以采用字典嵌套列表的方法。

author={
    'name':'adam ben',
    'sexual':'male',
    'games':['to the moon','finding paradise','impostor factory'],
}

print(f"The author's name is {author['name'].title()}")
for game in author['games']:
    print("And his favorite game is "+game.title())
'''
>>>The author's name is Adam Ben
And his favorite game is To The Moon
And his favorite game is Finding Paradise
And his favorite game is Impostor Factory
'''

不过，列表和字典的嵌套层数不宜过多，否则会降低代码可读性。一般来说如果使用了多层嵌套，往往有更简单的方法。

在字典中储存字典

字典嵌套字典，这么做可能会使代码快速变得复杂。这里照搬书上的一个例子加深理解，假如一个网站有多个用户，用户又有着独特的用户名，然后再利用每个用户的用户名储存三个关于他们的信息。

users={
    'big_house_monkey':{
        'fname':'adam',
        'lname':'ben',
        'location':'chenzhou',
    },
    'panda':{
        'fname':'frank',
        'lname':'ken',
        'location':'nanchang',
    },
    'balloonfish':{
        'fname':'victory',
        'lname':'hippo',
        'location':'jinan',
    },
}

for username,user_info in users.items():
    print("\nUsername: "+username)
    full_name=user_info['fname']+' '+user_info['lname']
    location=user_info['location']
    
    print("\tFull name: "+full_name.title())
    print("\tLocation: "+location.title())
'''
>>>Username: big_house_monkey
        Full name: Adam Ben
        Location: Chenzhou

Username: panda
        Full name: Frank Ken
        Location: Nanchang

Username: balloonfish
        Full name: Victory Hippo
        Location: Jinan
'''