5. Python 数据容器（list 列表、tuple 元组、str 字符串、set 集合、dict（字典）、序列切片）

Python 是一门高效且灵活的编程语言，其数据结构丰富，能够处理多种类型的数据。本文将详细介绍 Python 中的基本数据容器，包括列表（list）、元组（tuple）、字符串（str）、集合（set）、字典（dict）以及序列切片，并通过案例与场景进行说明。

列表（List）
- 1.1 定义
- 1.2 创建列表
- 1.3 列表操作
- 1.4 列表应用场景
元组（Tuple）
- 2.1 定义
- 2.2 创建元组
- 2.3 元组操作
- 2.4 元组应用场景
字符串（String）
- 3.1 定义
- 3.2 创建字符串
- 3.3 字符串操作
- 3.4 字符串应用场景
集合（Set）
- 4.1 定义
- 4.2 创建集合
- 4.3 集合操作
- 4.4 集合应用场景
字典（Dict）
- 5.1 定义
- 5.2 创建字典
- 5.3 字典操作
- 5.4 字典应用场景
序列切片
- 6.1 切片定义
- 6.2 切片操作
- 6.3 切片应用场景
总结

1. 列表（List）

1.1 定义

列表是 Python 中最常用的数据容器之一，可以存储多个项目。列表是可变的，这意味着可以随时更改其内容。

1.2 创建列表

pythonCopy Code
# 创建一个空列表
empty_list = []

# 创建一个包含元素的列表
fruits = ["apple", "banana", "cherry"]

1.3 列表操作

添加元素

pythonCopy Code
fruits.append("orange")  # 在列表末尾添加元素

插入元素

pythonCopy Code
fruits.insert(1, "kiwi")  # 在索引1处插入元素

删除元素

pythonCopy Code
fruits.remove("banana")  # 删除指定元素

访问元素

pythonCopy Code
first_fruit = fruits[0]  # 访问第一个元素

1.4 列表应用场景

列表非常适合用于存储具有相同类型的多个数据，例如：

存储用户输入的购物清单
记录学生的分数

示例：购物清单

pythonCopy Code
shopping_list = ["milk", "eggs", "bread"]
shopping_list.append("butter")
print(shopping_list)  # 输出: ['milk', 'eggs', 'bread', 'butter']

2. 元组（Tuple）

2.1 定义

元组是一个不可变的序列，一旦创建就不能更改。这使得元组在某些情况下比列表更安全。

2.2 创建元组

pythonCopy Code
# 创建一个空元组
empty_tuple = ()

# 创建一个包含元素的元组
coordinates = (10.0, 20.0)

2.3 元组操作

访问元素

pythonCopy Code
x = coordinates[0]  # 访问第一个元素

连接元组

pythonCopy Code
new_coordinates = coordinates + (30.0, 40.0)  # 连接两个元组

2.4 元组应用场景

元组适合用于存储不需改变的数据，例如：

存储坐标点
存储常量值

示例：坐标点

pythonCopy Code
point = (3, 4)
print(f"Point coordinates: {point}")  # 输出: Point coordinates: (3, 4)

3. 字符串（String）

3.1 定义

字符串是字符的序列，用于表示文本数据。字符串是不可变的，即一旦创建，就不能更改。

3.2 创建字符串

pythonCopy Code
# 创建字符串
greeting = "Hello, World!"

3.3 字符串操作

连接字符串

pythonCopy Code
name = "Alice"
welcome_message = greeting + " " + name

切片

pythonCopy Code
first_word = greeting[0:5]  # 切片获取前五个字符

3.4 字符串应用场景

字符串通常用于处理文本数据，例如：

用户输入的姓名
文章的标题

示例：用户问候

pythonCopy Code
username = input("Enter your name: ")
print(f"Hello, {username}!")  # 输出: Hello, Alice!

4. 集合（Set）

4.1 定义

集合是一种无序且不重复的元素集合，主要用于去重和集合运算。

4.2 创建集合

pythonCopy Code
# 创建一个空集合
empty_set = set()

# 创建一个包含元素的集合
fruits_set = {"apple", "banana", "cherry"}

4.3 集合操作

添加元素

pythonCopy Code
fruits_set.add("orange")  # 添加新元素

删除元素

pythonCopy Code
fruits_set.remove("banana")  # 删除指定元素

集合运算

pythonCopy Code
another_set = {"banana", "grape"}
union_set = fruits_set.union(another_set)  # 联合

4.4 集合应用场景

集合适合用于需要去重或进行数学集合运算的场景，例如：

检查用户输入的唯一性
处理数据集中的重复项

示例：用户输入去重

pythonCopy Code
user_input = ["apple", "banana", "apple", "orange"]
unique_fruits = set(user_input)
print(unique_fruits)  # 输出: {'banana', 'orange', 'apple'}

5. 字典（Dict）

5.1 定义

字典是一种键值对的无序集合，可以快速查找、插入和删除数据。

5.2 创建字典

pythonCopy Code
# 创建一个空字典
empty_dict = {}

# 创建一个包含元素的字典
person = {"name": "Alice", "age": 25}

5.3 字典操作

添加键值对

pythonCopy Code
person["city"] = "New York"  # 添加新键值对

访问值

pythonCopy Code
name = person["name"]  # 获取名称

删除键值对

pythonCopy Code
del person["age"]  # 删除指定键

5.4 字典应用场景

字典适合用于需要关联数据的场景，例如：

存储个人信息
配置设置

示例：个人信息存储

pythonCopy Code
user_info = {
    "username": "Alice",
    "email": "alice@example.com"
}
print(user_info["email"])  # 输出: alice@example.com

6. 序列切片

6.1 切片定义

切片是从序列中提取子序列的一种方式，支持列表、元组和字符串等数据结构。

6.2 切片操作

基本切片

pythonCopy Code
numbers = [0, 1, 2, 3, 4, 5]
slice_numbers = numbers[1:4]  # 获取索引1到3的元素

步长切片

pythonCopy Code
even_numbers = numbers[::2]  # 获取所有偶数索引的元素

6.3 切片应用场景

切片常用于处理数据集或提取特定部分的需求，例如：

提取列表中的特定元素
分割字符串

示例：提取偶数

pythonCopy Code
numbers = [0, 1, 2, 3, 4, 5]
even_numbers = numbers[::2]
print(even_numbers)  # 输出: [0, 2, 4]

7. 总结

Python 提供了多种强大的数据容器，每种容器都有其独特的特性和适用场景。了解这些数据容器及其操作能够大大提高编写高效代码的能力。在实际开发中，选择合适的数据容器可以帮助我们更好地管理和处理数据。

希望本文能够帮助你更深入地理解 Python 的数据容器，并在实际项目中得心应手。