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本文介绍: 前面主要了解了 Python 的语言基础，现在我们来了解 Python 给我们提供了哪些数据类型，以及如何使用这些数据类型。Python语言中，一切皆为对象，而每个对象都属于某个数据类型；Python的数据类型包括内置的数据类型、模块中定义的数据类型和用户自定义的类型；数值数据类型：int、bool、float、complex；序列数据类型：不可变（str、tuple、bytes）和可变（list、bytearray）；集合数据类型：set、frozenset；字典数据类型：dict。

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简述 / 前言

前面主要了解了 Python 的语言基础，现在我们来了解 Python 给我们提供了哪些数据类型，以及如何使用这些数据类型。

上一篇文章我们介绍了数值数据类型，这篇我们介绍序列数据类型（str、tuple、list、bytes和bytearray）。

1. str 数据类型（字符串）

  1. 单引号(’ ‘)。包含在单引号中的字符串，其中可以包含双引号。
  2. 双引号(” “)。包含在双引号中的字符串，其中可以包含单引号。
  3. 三单引号(“” “”)。包含在三单引号中的字符串，可以跨行。
  4. 三双引号(“”” “””)。包含在三双引号中的字符串，可以跨行。

1.1 str对象

用 str() 可以将任何数据类型转为str类型。

>>> str(2023)
'2023'
>>> str(False)
'False'
>>> str(3.141592)
'3.141592'
>>> str('小邓在森林')
'小邓在森林'
>>> str([1, 2, 3])
'[1, 2, 3]'
>>> str(None)
'None'

1.2 str对象属性和方法

  • 转成大写

    >>> s = 'abc'
>>> s.upper()		# 字符串对象s的方法。输出：'ABC'
'ABC'
>>> str.upper(s)	# str类方法，字符串s作为参数。输出：'ABC'
'ABC'

  • 转成小写

    >>> s = 'AbC'
>>> s.lower()
'abc'
>>> str.lower(s)
'abc'
>>> s = '小邓在森林'
>>> s.lower()
'小邓在森林'
>>> str.lower(s)
'小邓在森林'

    注：大小写转换只对英文字符有用~

    Python还提供了另一个内置函数repr()，函数 repr() 返回一个对象的更精确的字符串表示形式，但是经过实操没发现它和 str() 有什么区别。

    >>> c = 1 / 3
>>> str(c)
'0.3333333333333333'
>>> repr(c)
'0.3333333333333333'

1.3 字符串编码

>>> ord('a')
97
>>> ord('A')
65
>>> chr(97)
'a'
>>> chr(65)
'A'
>>> ord('森')
26862
>>> chr(26862)
'森'

1.4 转义字符

转义字符 功能/作用 转义字符 功能/作用
’ 单引号 n 换行（LF）
“ 双引号 r 回车（CR）
\ 反斜杠 t 水平制表符（HT）
a 响铃（BEL） v 垂直制表符（VT）
b 退格（BS） ooo 八进制Unicode码对应的字符
f 换页（FF） xhhh 十六进制Unicode码对应的字符

注：标粗的 5 个转义字符是本人觉得最常用的~

1.5 字符串的格式化

  1. 字符串.format(value1, value2, …) 
    >>> "我是{0}, 加入CSDN已经{1}年了".format("小邓在森林", 2)
'我是小邓在森林, 加入CSDN已经2年了'
  2. str.format(格式字符串, value1, value2, …) 
    >>> str.format("我是{0}, 加入CSDN已经{1:.1f}年了", "小邓 在森林", 2)
'我是小邓在森林, 加入CSDN已经2.0年了'
  3. format(value, 格式字符串) 
    >>> format(99.99, "0.4f")
'99.9900'
  4. 格式字符串 % (value1, value2, …) 兼容Python2的格式，但是这里不建议使用！ 
    >>> "我是%s, 加入CSDN已经%2d年了" % ("小邓在森林", 2)
'我是小邓在森林, 加入CSDN已经 2年了'

更多示例（画三角形）：

  1. 居中对齐： 
    >>> print("1".center(10))
    1
>>> print(format("121", "^10"))
   121
>>> print(format("12321", "^10"))
  12321
  2. 右对齐 
    >>> print("1".rjust(10, "*"))
*********1
>>> print(format("121", "*>10"))
*******121
>>> print(format("12321", "*>10"))
*****12321
  3. 左对齐 
    >>> print("1".ljust(10, "*"))
1*********
>>> print(format("121", "*<10"))
121*******
>>> print(format("12321", "*<10"))
12321*****

2. tuple 数据类型（元组）

一组有序系列，包含0个或多个对象引用。

元组可以通过创建 tuple 对象来创建，在 Python 中用小括号表示。

2.1 创建元组对象

>>> t1 = ()
>>> t2 = 1, 2
>>> t3 = 1,
>>> t4 = (1, 2, 3)
>>> t5 = 'a', 'b', 'c'
>>> t6 = 3.14			# 后面没加逗号，所以不是元组！
>>> print(t1, t2, t3, t4, t5, t6)
() (1, 2) (1,) (1, 2, 3) ('a', 'b', 'c') 3.14

3. list 数据类型（列表）

类似下面这种形式的数据就是 list ：[x1, x2, [x3, …, xn]]，可以通过创建 list 对象来创建。

3.1 创建列表对象

>>> l1 = []
>>> l2 = [2023]
>>> l3 = ['a', 'b', 'c']
>>> print(l1, l2, l3)
[] [2023] ['a', 'b', 'c']

3.2 list 对象的方法

>>> s = [1, 2, 3]
方法 功能
s.append(x) 把对象x追加到列表s尾部
s.clear() 删除所有元素。相当于del s[:]
s.copy() 拷贝列表
s.extend(f) 把序列t附加到s尾部
s.insert(index, x) 在下标 index 位置插入对象x
s.pop([index]) 返回并移除下标 index 位置对象，省略 index 时为最后对象。若超出下标，将导致IndexError !
s.remove(x) 移除列表中第一个出现的x。若对象不存在，将导致ValueError !
s.reverse() 逆置列表
s.sort() 列表排序 
>>> s = [1, 2, 3]
>>> s.append('abc')
>>> s
[1, 2, 3, 'abc']
>>> s.clear()
>>> s
[]
>>> s = [1, 2, 3]
>>> s1 = s.copy()
>>> s1
[1, 2, 3]
>>> s.extend('abc')
>>> s
[1, 2, 3, 'a', 'b', 'c']
>>> s.pop(3)
'a'
>>> s
[1, 2, 3, 'b', 'c']
>>> s.remove('b')
>>> s
[1, 2, 3, 'c']
>>> s.reverse()
>>> s
['c', 3, 2, 1]
>>> s.sort()		# 注意：排序时不能有字符串，只支持数值类型的元素排序！！！
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: '<' not supported between instances of 'int' and 'str'
>>> s.remove('c')
>>> s
[3, 2, 1]
>>> s.sort()
>>> s
[1, 2, 3]

3.3 列表解析表达式

  1. value for i_1 in 序列1 ... for i_N in 序列N：迭代序列里面的所有内容，并计算生成列表。
  2. value for i_1 in 序列1 ... for i_N in 序列N if ...：按照条件迭代，并计算生成列表。
>>> [val**2 for val in range(5)]        		# 平方
[0, 1, 4, 9, 16]
>>> [(val, val**2) for val in range(5)] 		# 原值，平方
[(0, 0), (1, 1), (2, 4), (3, 9), (4, 16)]
>>> [val for val in range(10) if val%2==1]      # 取奇数
[1, 3, 5, 7, 9]

4. 系列数据的基本操作

函数 功能
len() 获取系列的长度
max() 获取系列中元素最大值
min() 获取系列中元素最小值
sum() 获取列表或元组中各元素之和
x in s 元素x在s中吗？是的话为True，否则为False
x not in s 元素x不在s中吗？是的话为True，否则为False
s.count(x) 返回x在s中出现的次数
s.index(x) 返回x在s中第一次出现的下标
sorted(iterable, key=None, reverse=False) 返回系列的排序列表
all(iterable) 如果序列的所有值都为True，返回True；否则，返回False
any(iterable) 如果序列的任意值为True，返回True；否则，返回False

  1. 字符串

    >>> s = '小邓在森林-2023'
>>> len(s)
10
>>> max(s)
'邓'
>>> min(s)
'-'
>>> s1 = 'abcd'
>>> len(s1)
4
>>> max(s1)
'd'
>>> min(s1)
'a'
>>> s2 = ''
>>> len(s2)
0
>>> max(s2)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ValueError: max() arg is an empty sequence
>>> min(s2)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ValueError: min() arg is an empty sequence
>>> '小' in s
True
>>> '1' in s
False
>>> '1' not in s
True
>>> s.count('2')
2
>>> s.count('1566')
0
>>> s.index('森林')
3
>>> s.index('6')		# '6'不在s中
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ValueError: substring not found
>>> sorted(s)
['-', '0', '2', '2', '3', '在', '小', '林', '森', '邓']
>>> sorted(s, reverse=True)
['邓', '森', '林', '小', '在', '3', '2', '2', '0', '-']
>>> s1 = 'abAD'
>>> sorted(s1, key=str.upper)
['a', 'A', 'b', 'D']
>>> sorted(s1, key=str.lower)
['a', 'A', 'b', 'D']

    注：汉字求 max, min 是先将汉字转为汉字编码再进行大小比较，而英文则是转为 ASCII 码。空字符串不能求 max 和 min！

  2. 元组

    >>> t = (1, 2, 3)
>>> len(t)
3
>>> max(t)
3
>>> min(t)
1
>>> t1 = ()
>>> len(t1)
0
>>> max(t1)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ValueError: max() arg is an empty sequence
>>> min(t1)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ValueError: min() arg is an empty sequence
>>> 1 in t
True
>>> -1 in t
False
>>> -1 not in t
True
>>> t.count(1)
1
>>> t.index(2)
1
>>> t.index(1)
0
>>> sorted(t)
[1, 2, 3]
>>> sorted(t, reverse=True)
[3, 2, 1]

    注：空元组不能求 max 和 min！

  3. 列表

    >>> l = [1, 2, 3]
>>> len(l)
3
>>> max(l)
3
>>> min(l)
1
>>> l1 = []
>>> len(l1)
0
>>> max(l1)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ValueError: max() arg is an empty sequence
>>> min(l1)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ValueError: min() arg is an empty sequence
>>> 3 in l
True
>>> 3 not in l
False
>>> l.count(3)
1
>>> l.index(2)
1
>>> sorted(l)
[1, 2, 3]
>>> sorted(l, reverse=True)
[3, 2, 1]

    注：空列表不能求 max 和 min！

如何访问系列元素？
用 s[index] 即可访问不同数据类型的 index 位置的数据，注意它是从 0 开始计算的，访问时不能越界！！！

python 中如果 index 为负数，表示从尾部向前取元素，最后一个元素索引为 -1。

其中：

s

[

0

]

=

s

[

−

l

e

n

(

s

)

]

s[0] = s[-len(s)]

s[0]=s[−len(s)]

  1. 字符串

    >>> s = 'abcdefg'
>>> s[0]
'a'
>>> s[-1]
'g'
>>> s[10]	# 越界
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
IndexError: string index out of range

  2. 元组

    >>> t = (1, 2, 3)
>>> t[0]
1
>>> t[-1]
3
>>> t[-3]
1
>>> t[100]		# 越界
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
IndexError: tuple index out of range

  3. 列表

    >>> l = [1, 2, 3]
>>> l[0]
1
>>> l[-1]
3
>>> l[2023]
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
IndexError: list index out of range

5. 系列的切片操作

前面只说了取一个元素，那么能不能一次性取多个元素呢？答案是可以的。

用 s[start:stop] 或者 s[start:stop:step] 就可以一次性取多个元素。

– 含意
start 取值的开始索引
stop 取值的终止索引
step 取值步长

注：切片操作的区间是左闭右开的，即只能取到 s[start], ..., s[stop-1] ，s[stop] 无法取到！

如果 stop > len(s)-1 , 则只会取到索引为 len(s)-1 的元素。

  1. 字符串

    >>> s = 'abcdefg'
>>> s[0:2]
'ab'
>>> s[1:3]
'bc'
>>> s[1:6:2]	# 会间隔一个元素再取
'bdf'
>>> s[::2]		# 从第一个元素开始取，然后间隔一个元素再取
'aceg'
>>> s[::-1]		# 从后往前取
'gfedcba'
>>> s[::-2]		# 从后往前取，每次间隔一个元素
'geca'

  2. 元组

    >>> t = (1, 2, 3, 4, 5, 6)
>>> t[2:6]
(3, 4, 5, 6)
>>> t[::-3]
(6, 3)
>>> t[::-1]
(6, 5, 4, 3, 2, 1)
>>> t[2:6:2]
(3, 5)
>>> t[2:10]		# 等价于t[2:6]
(3, 4, 5, 6)
>>> t[2:6]
(3, 4, 5, 6)

  3. 列表

    >>> l = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
>>> l[-5:-1]
[2, 3, 4, 5]
>>> l[-5:-1:2]
[2, 4]
>>> l[-5:-1:-1]
[]
>>> l[-1:-5:-1]
[6, 5, 4, 3]

6. 字节系列

字节系列（bytes 和 bytearray）是由 8 位字节数据组成的系列数据类型，即 0<=x<256 的整数系列。

6.1 bytes常量

使用字母 b 加单引号或双引号括起来的内容。

bytes常量与字符串定义方式类似：

  1. 单引号（b' '）。包含在单引号中的字符串，其中可以包含双引号；
  2. 双引号（b" "）。包含在双引号中的字符串，其中可以包含单引号；
  3. 三单引号（b''' '''）。包含在三单引号中的字符串，可以跨行；
  4. 三双引号（b""" """）。包含在三双引号中的字符串，可以跨行。

6.2 创建 bytes 和 bytearrary 对象

函数 功能
bytes() 创建空的bytes对象
bytes(n) 创建长度为n的bytes对象，各字节为0
bytearrary() 创建空的bytearrary对象
bytearrary(n) 创建长度为n的bytearrary对象，各字节为0

还有一些创建 bytes 和 bytearrary 对象的方法，因为这个不常用，所以不具体介绍，下面主要讲讲编码和解码的问题就结束了。

6.3 字节编码和解码

字符串可以通过 s.encode() 方法编码为字节码；通过 s.decode() 方法解码为字符串。

>>> s = '小邓在森林'
>>> b = s.encode()
>>> b
b'xe5xb0x8fxe9x82x93xe5x9cxa8xe6xa3xaexe6x9ex97'
>>> b.decode()
'小邓在森林'

这里只展示了字符串和字节码之间的转换，字符串还可以和 UTF-8、GBK 等编码进行转换！

文章传送门

上一篇文章：【人生苦短，我学 Python】（3）Python 常用内置数据类型 I —— 数值数据类型（int、float、complex、bool）
下一篇文章：

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