序列

— 序列是python中最基本的一種資料結構

— 資料結構指計算機中資料的存放方式

— 序列用於儲存一組有序的資料，所有的資料在序列當中都有一個唯一的位置（索引），並且序列中的資料為安裝新增的順序來分配索引

— 序列的分類：

• 可變序列（序列中的元素可以改變）
  • 列表（list）
• 不可變序列（序列中的元素不可以改變）
  - 字串（str）
  - 元組（tuple）

列表（list）

• 列表是python中的一個物件
• 物件（object）就是記憶體中專門用來儲存資料的一塊區域
• 之前我們學習的物件，像數值，它只能儲存一個單一的資料
• 列表中可以儲存多個有序的資料
• 列表是用來存取物件的物件

列表的建立

# 建立列表，通過[]來建立列表
my_list = []  # 建立了一個空列表

# 列表中儲存的資料，我們稱為元素
# 一個列表中可以存取多個元素，也可以在建立列表時，來指定列表中的元素

my_list = [10]  # 建立一個只包含一個元素的列表

# 當向列表中新增多個元素時，多個元素之間使用逗號隔開
my_list = [10, 20, 30, 40, 50]  # 建立一個包含5個元素的列表

# 列表中可以儲存任意物件
my_list = [10, 'hell0', True, None, [1, 2, 3], print]

# 列表中的物件都會按照插入的順序儲存到列表中，第一個插入的物件儲存到第一個位置，第二個儲存到第二個位置
# 我們可以通過索引（index）來獲取列表中的元素
#   索引是元素在列表中的位置，列表中的每個元素都有一個索引
#   索引是從0開始的，列表的第一個位置索引為0，第二位置索引為1，以此類推
my_list = [10, 20, 30, 40, 50]

# 通過索引獲取列表中的元素
# 語法：my_list[索引]
# print(my_list[0])
# 如果使用的索引超過了最大範圍，會丟擲異常
# print(my_list[5])  # IndexError: list index out of range

# 獲取列表的長度，列表中的元素的個數
# len()函式，通過該函式可以獲取列表的長度
# 獲取到的長度的值，是列表的最大索引+1
print(len(my_list))
 

練習：建立一個列表，在列表中儲存你最好的五個朋友的名字，然後分別通過索引獲取每一個朋友的名字

切片

# 切片
# 切片指從現有列表中獲取一個子列表
# 建立一個列表，一般建立列表時，變數的名字會用複數
stus = ['孫悟空', '豬八戒', '沙和尚', '唐僧', '白骨精', '蜘蛛精']

# 列表的索引可以是負數
# 如果列表的索引是負數，則從後向前獲取元素，-1表示倒數第一個，-2表示倒數第二個，以此類推
# print(stus[-1])

# 通過切片來獲取指定的元素
# 語法：列表[起始:結束]
#   通過切邊獲取元素時，會包括起始位置的元素，不會包括結束位置的元素
#   做切片操作時，總會返回一個新列表，不會對原列表產生影響
#   其實和結束位置的索引都可以省略不寫
#   如果省略結束位置，則會一直擷取到最後
#   如果省略開始位置，則會從第一個元素開始擷取
#   如果起始位置和結束位置全部省略，則相當於建立了一個列表的副本
print(stus[0:2])
print(stus[2:])
print(stus[:3])
print(stus)

# 語法：列表[起始:結束:步長]
# 步長表示每次獲取元素的間隔，預設值是1
# 步長不能是0，可以是負數
print(stus[0:5:2])
print(stus[::3])
# 如果是負數，則會從列表的後部向前邊取元素
print(stus[::-1])
print(stus[::-2])
 

通用操作

# + 和 *
# + 可以將兩個列表拼接為一個列表
# * 可以將列表重複指定次數
my_list = [1, 2, 3] + [4, 5, 6]
my_list = [1, 2, 3] * 2
# print(my_list)

# 建立一個列表
stus = ['孫悟空', '豬八戒', '沙和尚', '沙和尚', '沙和尚', '唐僧', '白骨精', '蜘蛛精']

# in 和 not in
# in 用來檢查指定元素是否存在於列表中
#   如果存在返回True，否則返回False
# not in 用來檢查指定元素是否不存在於列表中
#   如果不存在返回True，否則返回False
# print('沙和尚' in stus)
# print('沙和尚' not in stus)

# len()獲取列表中的元素個數

# min()獲取列表中的最小值
# max()獲取列表中的最大值
arrs = [1,3,5,2,4,66,11]
print(min(arrs))
print(max(arrs))

# 兩個方法(method)，方法和函式基本是一樣的，只不過方法必須通過 物件.方法() 的形式呼叫
# 方法實際上就是和物件關係緊密的函式
# s.index() 獲取指定元素在列表中第一次出現時的索引
# print(stus.index('沙和尚'))
# index()的第二個引數，表示查詢的起始位置,第三個引數表示查詢的結束位置
print(stus.index('沙和尚', 3, 5))
# 如果獲取列表中沒有的元素，會丟擲異常
# print(stus.index('牛魔王')) ValueError: '牛魔王' is not in list

# s.count() 統計指定元素在列表中出現的次數
print(stus.count('孫悟空'))

修改元素

# 建立一個列表
stus = ['孫悟空', '豬八戒', '沙和尚', '唐僧', '白骨精', '蜘蛛精']

print('修改前', stus)
# 修改列表中的元素
# 直接通過索引來修改元素
stus[0] = 'sunwukong'
# 通過del來刪除元素
del stus[2]
# print('修改後', stus)

stus = ['孫悟空', '豬八戒', '沙和尚', '唐僧', '白骨精', '蜘蛛精']

print('修改前', stus)
# 通過切片來修改列表
# 在給切片進行賦值時，智慧使用序列
# stus[0:2] = [123] 使用新元素替換舊元素
# stus[0:0] = [123] # 向索引為0的位置插入元素
# 當設定了步長時，序列中元素的個數必須和切片中元素的個數一致
# stus[::2] = [123,456,789]

# 通過切片來刪除元素
del stus[0:2]
stus[1:3] = []
print('修改後', stus)

# 以上操作只適用於可變序列
s = 'hello'
# s[1] = 'a' 不可變序列，無法通過索引來修改
# 可以通過list()函式將其他的序列轉換為list
s = list(s)
print(s)

列表的方法

# 列表的方法
# 建立一個列表
stus = ['孫悟空', '豬八戒', '沙和尚', '唐僧', '白骨精']
print('原列表:', stus)

# append()
# 向列表的最後新增一個元素
# stus.append('牛魔王')


# insert()
# 向列表的指定位置插入一個指定元素
# 引數：
#   1.要插入的位置
#   2.要插入的元素
# stus.insert(2, '牛魔王')


# extend()
# 使用新的序列來擴充套件當前序列
# 需要一個序列作為引數，它會將序列中的元素新增到當前列表
# stus.extend(['牛魔王', '蜘蛛精'])


# clear()
# 清空序列
# stus.clear()


# pop()
# 根據索引刪除並返回被刪除的元素
# result = stus.pop(2) 刪除索引為2的元素
# result = stus.pop()  刪除最後一個元素
# print('result=', result)


# remove()
# 刪除指定值的元素
# stus.remove('豬八戒')


# reverse()
# 用來反正列表
# stus.reverse()
# print('修改後:', stus)


# sort()
# 用來對列表中的元素進行排序，預設是升序培訓
# 如果需要降序排列，則需要傳遞一個reverse=True作為引數
my_list = [1,3,2,5,213,23,11,55,23,43]
print('修改前：', my_list)
my_list.sort(reverse=True)
print('修改後：', my_list)

遍歷列表

# 遍歷列表，指的就是將列表中的所有元素取出來
# 建立列表
stus = ['孫悟空', '豬八戒', '沙和尚', '唐僧', '白骨精', '蜘蛛精']

# 通過while遍歷列表
# i = 0
# while i < len(stus) - 1:
#     print(stus[i])
#     i += 1

# for迴圈
# 語法：
#   for 變數 in 序列:
#       程式碼塊
# for迴圈的程式碼會執行多次，序列中有幾個元素就會執行幾次
#   每執行一次，就會將序列中的一個元素賦值給變數
#   所以我們可以通過變數，來獲取列表中的元素
for i in stus:
    print(i)

EMS練習

做命令列版本的EMS(Employee Manager System員工管理系統)

# EMS(Employee Manager System員工管理系統)
# 功能：
#   1.查詢員工
#       顯示當前系統中的所有員工
#   2.新增
#       將員工新增到當前系統
#   3.刪除
#       將員工從系統中刪除
#   4.退出
#       退出系統

# 顯示系統的歡迎資訊
print('-' * 20, '歡迎使用員工管理系統', '-' * 20)
# 建立一個列表，用來儲存員工的資訊，員工的資訊以字串的形式統一儲存到列表
emps = ['孫悟空\t18\t男\t花果山', '豬八戒\t28\t男\t高老莊']

# 建立一個死迴圈
while True:
    # 顯示使用者的選項
    print('請選擇要做的操作：')
    print('\t1.查詢員工')
    print('\t2.新增員工')
    print('\t3.刪除員工')
    print('\t4.退出系統')
    user_choose = input('請選擇[1-4]:')
    print('-' * 62)
    # 根據使用者的選擇做相關的操作
    if user_choose == '1':
        # 查詢員工
        # 打印表頭
        print('\t序號\t姓名\t年齡\t性別\t住址')
        # print(emps)
        # 建立一個變數，來表示員工的序號
        n = 1
        # 顯示員工資訊
        for emp in emps:
            print(f'\t{n}\t{emp}')
            n += 1
    elif user_choose == '2':
        # 新增員工
        # 獲取要新增員工的資訊，姓名、年齡、性別、住址
        emp_name = input('請輸入員工的姓名：')
        emp_age = input('請輸入員工的年齡：')
        emp_gender = input('請輸入員工的性別：')
        emp_address = input('請輸入員工的住址：')

        # 建立員工資訊
        # 將四個資訊拼接為一個字串，然後插入到列表中
        emp = f'{emp_name}\t{emp_age}\t{emp_gender}\t{emp_address}'
        # 顯示一個提示資訊
        print('以下員工將被新增到系統中')
        print('-' * 62)
        print('姓名\t年齡\t性別\t住址')
        print(emp)
        print('-' * 62)
        user_confirm = input('是否確認該操作[Y/N]:')

        # 判斷
        if user_confirm == 'y' or user_confirm == 'yes':
            # 確認
            emps.append(emp)
            # 顯示提示資訊
            print('新增成功！')
        else:
            # 取消操作
            print('新增已取消！')

    elif user_choose == '3':
        # 刪除員工，根據員工的序號來刪除員工
        # 獲取要刪除的員工的序號
        del_num = int(input('請輸入要刪除的員工的序號：'))

        # 判斷序號是否有效
        if 0 < del_num <= len(emps):
            # 輸入合法，根據序號來獲取索引
            del_i = del_num - 1
            # 顯示一個提示資訊
            print('以下員工將被刪除')
            print('-' * 62)
            print('\t序號\t姓名\t年齡\t性別\t住址')
            print(f'\t{del_num}\t{emps[del_i]}')
            print('-' * 62)
            user_confirm = input('該操作不可恢復，是否確認[Y/N]:')
            # 判斷
            if user_confirm == 'y' or user_confirm == 'yes':
                # 刪除元素
                emps.pop(del_i)
                # 顯示提示
                print('員工已被刪除！')
            else:
                # 操作取消
                print('操作已取消！')
        else:
            # 輸入有誤
            print('您的輸入有誤，請重新操作！')

    elif user_choose == '4':
        # 退出
        print('歡迎使用！再見!')
        input('點選回車鍵退出！')
        break
    else:
        print('您的輸入有誤，請重新選擇！')

    # 列印分割線
    print('-' * 62)

range

# range()是一個函式，可以用來生成一個自然數的序列
r = range(5) # 生成一個這樣的序列[0,1,2,3,4]
r = range(0,10,2)
r = range(10,0,-1)
# 該函式需要三個引數
#   1.起始位置（可以省略，預設是0）
#   2.結束位置
#   3.步長（可以省略，預設是1）

# print(list(r))

# 通過range()可以建立一個執行指定次數的for迴圈
# for()迴圈除了建立方式以外，其餘的都和while一樣，
#   包括else、包括break continue都可以在for迴圈中使用
#   並且for迴圈使用也更加簡單
# 將之前使用while迴圈做的練習，再使用for迴圈完成一次！
for i in range(30):
    print(i)

# for s in 'hello':
#     print(s)

元組

# 元組 tuple
# 元組是一個不可變的序列
# 它的操作的方式基本上和列表是一致的
# 所以你在操作元組時，就把元組當成是一個不可變的列表就ok了
# 一般當我們希望資料不改變時，就使用元組，其餘情況都使用列表

# 建立元組
# 使用()來建立元組
my_tuple = () # 建立了一個空元組
# print(my_tuple,type(my_tuple)) # <class 'tuple'>

my_tuple = (1,2,3,4,5) # 建立了一個5個元素的元組
# 元組是不可變物件，不能嘗試為元組中的元素重新賦值
# my_tuple[3] = 10 TypeError: 'tuple' object does not support item assignment
# print(my_tuple[3])

# 當元組不是空元組時，括號可以省略
# 如果元組不是空元組，它裡邊至少要有一個,
my_tuple = 10,20,30,40
my_tuple = 40,
# print(my_tuple , type(my_tuple))

my_tuple = 10 , 20 , 30 , 40

# 元組的解包（解構）
# 解包指就是將元組當中每一個元素都賦值給一個變數
a,b,c,d = my_tuple

# print("a =",a)
# print("b =",b)
# print("c =",c)
# print("d =",d)

a = 100
b = 300
# print(a , b)

# 互動a 和 b的值，這時我們就可以利用元組的解包
a , b = b , a

# print(a , b)
my_tuple = 10 , 20 , 30 , 40


# 在對一個元組進行解包時，變數的數量必須和元組中的元素的數量一致
# 也可以在變數前邊新增一個*，這樣變數將會獲取元組中所有剩餘的元素
a , b , *c = my_tuple
a , *b , c = my_tuple
*a , b , c = my_tuple
a , b , *c = [1,2,3,4,5,6,7]
a , b , *c = 'hello world'
# 不能同時出現兩個或以上的*變數
# *a , *b , c = my_tuple SyntaxError: two starred expressions in assignment
print('a =',a)
print('b =',b)
print('c =',c)

可變物件

• 每個物件中都儲存了三個資料：
  id（標識）
  type（型別）
  value（值）

• 列表就是一個可變物件
  a = [1,2,3]

• a[0] = 10 （改物件）

  • 這個操作是在通過變數去修改物件的值
  • 這種操作不會改變變數所指向的物件
  • 當我們去修改物件時，如果有其他變數也指向了該物件，則修改也會在其他的變數中體現

• a = [4,5,6] （改變數）

  • 這個操作是在給變數重新賦值
  • 這種操作會改變變數所指向的物件
  • 為一個變數重新賦值時，不會影響其他的變數

• 一般只有在為變數賦值時才是修改變數，其餘的都是修改物件

# # 可變物件
# a = [1,2,3]
# print('修改前：', a , id(a))

# # 通過索引修改列表
# a[0] = 10
# print('修改後：', a , id(a))

# # 為變數重新賦值
# a = [4,5,6]
# print('修改後：', a , id(a))


a = [1,2,3]
b = a
# b[0] = 10
b = [10,2,3]
# print("a",a,id(a))
# print("b",b,id(b))

# == !=  is is not
# == != 比較的是物件的值是否相等 
# is is not 比較的是物件的id是否相等（比較兩個物件是否是同一個物件）

a = [1,2,3]
b = [1,2,3]
print(a,b)
print(id(a),id(b))
print(a == b) # a和b的值相等，使用==會返回True
print(a is b) # a和b不是同一個物件，記憶體地址不同，使用is會返回False

字典

字典資料一種新的資料結構，稱為對映（mapping）

字典的作用和列表類似，都是用來儲存物件的容器

列表儲存資料的效能很好，但是查詢資料的效能很差

在字典中每一個元素都有一個唯一的名字，通過這個唯一的名字可以快速的查詢到指定的元素

在查詢元素時，字典的效率是非常快的

在字典中可以儲存多個物件，每個物件都會有一個唯一的名字

​ 這個唯一的名字，我們稱其為鍵（key）

​ 這個物件，我們稱其為值（value）

​ 所以字典，我們也稱其為鍵值對（key-value）結構

​ 每個字典中都可以有多個鍵值對，而每一個鍵值對我們稱其為一項（item）

# 字典
# 使用 {} 來建立字典
d = {} # 建立了一個空字典

# 建立一個包含有資料的字典
# 語法：
#   {key:value,key:value,key:value}
#   字典的值可以是任意物件
#   字典的鍵可以是任意的不可變物件（int、str、bool、tuple ...），但是一般我們都會使用str
#       字典的鍵是不能重複的，如果出現重複的後邊的會替換到前邊的
# d = {'name':'孫悟空' , 'age':18 , 'gender':'男' , 'name':'sunwukong'}
d = {
'name':'孫悟空' ,
'age':18 ,
'gender':'男' ,
'name':'sunwukong'
}

# print(d , type(d))

# 需要根據鍵來獲取值
# print(d['name'],d['age'],d['gender'])

# 如果使用了字典中不存在的鍵，會報錯
# print(d['hello']) KeyError: 'hello'