【基础】基础数据类型详解：字符串、数字、列表、元组、集合、字典

 # 2.1 字符串的定义和创建 字符串是Python中表示文本数据的基本数据类型。它由一个有序的字符序列组成，并用单引号（'）或双引号（"）括起来。 ### 2.1.1 字符串的单引号和双引号 单引号和双引号都可以用来创建字符串，它们之间没有区别。但是，在使用单引号时，如果字符串中需要包含单引号，则需要使用转义字符\来转义单引号。类似地，在使用双引号时，如果字符串中需要包含双引号，则需要使用转义字符\"来转义双引号。 # 2. 字符串类型详解 ### 2.1 字符串的定义和创建 #### 2.1.1 字符串的单引号和双引号 在 Python 中，字符串可以使用单引号 (') 或双引号 (") 括起来。两种引号之间没有区别，使用哪种引号取决于个人喜好。 ```python # 使用单引号创建字符串 my_string_1 = 'Hello, world!' # 使用双引号创建字符串 my_string_2 = "Hello, world!" ``` #### 2.1.2 字符串的转义字符 转义字符用于表示特殊字符，如换行符、制表符和引号。以下是一些常用的转义字符： | 转义字符 | 描述 | |---|---| | `\n` | 换行符 | | `\t` | 制表符 | | `\\` | 反斜杠 | | `\'` | 单引号 | | `\"` | 双引号 | 例如，要创建一个包含换行符的字符串，可以使用以下代码： ```python my_string = "Hello,\nworld!" ``` ### 2.2 字符串的操作 #### 2.2.1 字符串的拼接和分割 字符串可以拼接和分割以创建新的字符串。 **拼接** 使用 `+` 运算符可以拼接两个或多个字符串： ```python my_string_1 = "Hello" my_string_2 = "world!" my_new_string = my_string_1 + " " + my_string_2 ``` **分割** 使用 `split()` 方法可以将字符串分割为一个列表： ```python my_string = "Hello, world!" my_list = my_string.split(", ") ``` #### 2.2.2 字符串的查找和替换 **查找** 使用 `find()` 方法可以在字符串中查找子字符串： ```python my_string = "Hello, world!" index = my_string.find("world") ``` **替换** 使用 `replace()` 方法可以在字符串中替换子字符串： ```python my_string = "Hello, world!" my_new_string = my_string.replace("world", "Python") ``` #### 2.2.3 字符串的格式化 使用 `format()` 方法可以将变量格式化为字符串： ```python name = "John" age = 30 my_string = "My name is {} and I am {} years old.".format(name, age) ``` # 3.1 整数类型 #### 3.1.1 整数的表示和范围 在 Python 中，整数类型用于表示没有小数部分的数字。整数可以表示为十进制、十六进制或八进制。 十进制整数使用标准的数字 0 到 9 来表示。例如： ```python num = 12345 ``` 十六进制整数以 "0x" 前缀表示，并使用数字 0 到 9 以及字母 A 到 F 来表示。例如： ```python num = 0x1234 ``` 八进制整数以 "0o" 前缀表示，并使用数字 0 到 7 来表示。例如： ```python num = 0o1234 ``` Python 中的整数类型具有无限的范围，这意味着它们可以表示任意大小的整数。 #### 3.1.2 整数的运算和转换 整数类型支持各种算术运算，包括加法、减法、乘法、除法和取模。例如： ```python num1 = 10 num2 = 5 print(num1 + num2) # 输出：15 print(num1 - num2) # 输出：5 print(num1 * num2) # 输出：50 print(num1 / num2) # 输出：2.0 print(num1 % num2) # 输出：0 ``` 整数类型也可以转换为其他数据类型，例如浮点数或字符串。例如： ```python num = 123 # 转换为浮点数 num_float = float(num) # 转换为字符串 num_str = str(num) ``` ### 3.2 浮点数类型 #### 3.2.1 浮点数的表示和范围 浮点数类型用于表示带有小数部分的数字。浮点数使用科学计数法表示，即一个数字乘以 10 的幂。例如： ```python num = 1.2345 ``` 等价于： ```python num = 1.2345 * 10^0 ``` 浮点数类型具有有限的范围，由计算机中可用的内存量决定。在 Python 中，浮点数的范围约为 -1.8 * 10^-308 到 1.8 * 10^308。 #### 3.2.2 浮点数的运算和精度 浮点数类型支持各种算术运算，包括加法、减法、乘法和除法。但是，由于浮点数的有限精度，浮点数运算可能会产生舍入误差。例如： ```python num1 = 0.1 num2 = 0.2 print(num1 + num2) # 输出：0.30000000000000004 ``` 由于舍入误差，结果并不是精确的 0.3。 浮点数类型也可以转换为其他数据类型，例如整数或字符串。例如： ```python num = 1.2345 # 转换为整数 num_int = int(num) # 转换为字符串 num_str = str(num) ``` # 4. 列表类型详解 ### 4.1 列表的定义和创建 #### 4.1.1 列表的元素类型和顺序 列表是一种有序的可变序列，可以存储不同类型的数据元素。与字符串类似，列表中的元素也按顺序排列，并且可以使用索引访问。列表中的元素类型可以是任何数据类型，包括其他列表。 #### 4.1.2 列表的创建和初始化 有两种主要方法可以创建列表： - **使用方括号 ([])：** 这是创建列表最常用的方法。例如： ```python my_list = [1, 2.5, 'Hello', [4, 5, 6]] ``` - **使用 list() 函数：** list() 函数可以将其他可迭代对象（如元组、字符串）转换为列表。例如： ```python my_list = list((1, 2.5, 'Hello', [4, 5, 6])) ``` ### 4.2 列表的操作 #### 4.2.1 列表的添加和删除元素 - **append() 方法：** 将元素添加到列表末尾。例如： ```python my_list.append(7) ``` - **insert() 方法：** 在指定索引处插入元素。例如： ```python my_list.insert(1, 'World') ``` - **remove() 方法：** 删除第一个匹配的元素。例如： ```python my_list.remove(2.5) ``` - **pop() 方法：** 删除并返回列表中指定索引处的元素。例如： ```python removed_element = my_list.pop(2) ``` #### 4.2.2 列表的查找和排序 - **index() 方法：** 返回第一个匹配元素的索引。例如： ```python index = my_list.index('Hello') ``` - **count() 方法：** 返回列表中元素出现的次数。例如： ```python count = my_list.count(4) ``` - **sort() 方法：** 对列表进行原地排序。例如： ```python my_list.sort() ``` - **sorted() 函数：** 返回列表的已排序副本。例如： ```python sorted_list = sorted(my_list) ``` #### 4.2.3 列表的遍历和迭代 - **for 循环：** 遍历列表中的每个元素。例如： ```python for element in my_list: print(element) ``` - **enumerate() 函数：** 返回一个枚举对象，其中包含元素及其索引。例如： ```python for index, element in enumerate(my_list): print(f'{index}: {element}') ``` - **list comprehension：** 使用简洁的语法创建新列表。例如： ```python new_list = [element * 2 for element in my_list] ``` # 5. 元组类型详解 ### 5.1 元组的定义和创建 #### 5.1.1 元组的元素类型和顺序 元组是一种不可变有序序列，其中包含不同类型的数据元素。元组中的元素可以是任何数据类型，包括其他元组、列表或字典。元组中的元素按其出现顺序排列，并且不能被修改或删除。 #### 5.1.2 元组的创建和初始化 元组可以通过使用圆括号 `()` 来创建。圆括号中的元素用逗号分隔。例如： ```python my_tuple = (1, "Hello", 3.14) ``` 上面的代码创建了一个包含三个元素的元组：一个整数、一个字符串和一个浮点数。 ### 5.2 元组的操作 #### 5.2.1 元组的元素访问和索引 与列表类似，元组中的元素可以通过索引来访问。索引从 0 开始，并且表示元素在元组中的位置。例如： ```python print(my_tuple[0]) # 输出：1 print(my_tuple[1]) # 输出：Hello print(my_tuple[2]) # 输出：3.14 ``` #### 5.2.2 元组的连接和拆包 元组可以通过 `+` 运算符连接，从而创建一个新的元组。例如： ```python new_tuple = my_tuple + (4, "World") print(new_tuple) # 输出：(1, "Hello", 3.14, 4, "World") ``` 元组也可以使用 `*` 运算符进行拆包，将元组中的元素分配给多个变量。例如： ```python a, b, c = my_tuple print(a) # 输出：1 print(b) # 输出：Hello print(c) # 输出：3.14 ``` ### 5.2.3 元组的比较和哈希 元组是可比较的，这意味着它们可以相互比较。比较基于元组中元素的顺序比较。例如： ```python tuple1 = (1, "Hello") tuple2 = (1, "World") print(tuple1 == tuple2) # 输出：False print(tuple1 < tuple2) # 输出：True ``` 元组也是可哈希的，这意味着它们可以作为字典的键。哈希值基于元组中元素的哈希值。例如： ```python my_dict = {my_tuple: "Value"} print(my_dict[my_tuple]) # 输出：Value ``` # 6.1 集合的定义和创建 ### 6.1.1 集合的元素类型和唯一性 集合是 Python 中一种无序、不可重复的数据类型。它可以包含任何类型的元素，包括其他数据结构（如列表或元组）。集合中的元素是唯一的，这意味着每个元素只能出现一次。 ### 6.1.2 集合的创建和初始化 集合可以通过以下方式创建： - 使用 `set()` 函数： ```python my_set = set() ``` - 使用大括号 `{}`： ```python my_set = {1, 2, 3, 4, 5} ``` - 从其他可迭代对象（如列表或元组）创建： ```python my_set = set([1, 2, 3, 4, 5]) ``` 创建集合时，重复的元素会被自动忽略。例如，以下代码创建了一个包含元素 1、2、3 的集合： ```python my_set = set([1, 2, 3, 1, 2, 3]) print(my_set) # 输出：{1, 2, 3} ```