Python认知篇:常见数据类型--字符串+元组(python元组是什么数据类型)

网友投稿 276 2022-09-06


Python认知篇:常见数据类型--字符串+元组(python元组是什么数据类型)

大家好,我是辣条, 最近不少人找到我问我很多跟数据类型相关的问题,于是我这里就跟大家讲几个常见的数据类型,篇幅有点长 但是耐心看完之后你会很好的掌握这些常见的数据类型的。

另外还有人在问怎么找辣条的,今天再跟大家说一下。

目录

​​一,字符串​​

​​前言​​

​​字符串的定义​​​​转义字符和原始字符串​​​​字符串的运算​​

​​拼接和重复​​​​比较运算​​​​成员运算​​​​获取字符串长度​​​​索引和切片​​​​循环遍历每个字符​​

​​字符串的方法​​

​​大小写相关操作​​​​查找操作​​​​性质判断​​​​格式化字符串​​​​修剪操作​​​​替换操作​​​​拆分/合并操作​​​​编码/解码操作​​​​其他方法​​

​​简单的总结​​

​​二,元组​​

​​常用数据结构之元组​​

​​定义和使用元组​​​​元组的应用场景​​

​​例子1:打包和解包操作。​​​​例子2:交换两个变量的值。​​

​​元组和列表的比较​​​​简单的总结​​

一,字符串

前言

第二次世界大战促使了现代电子计算机的诞生,世界上的第一台通用电子计算机叫ENIAC(电子数值积分计算机),诞生于美国的宾夕法尼亚大学,占地167平米,重量27吨,每秒钟大约能够完成约5000次浮点运算,如下图所示。ENIAC诞生之后被应用于导弹弹道的计算,而数值计算也是现代电子计算机最为重要的一项功能。

随着时间的推移,虽然数值运算仍然是计算机日常工作中最为重要的组成部分,但是今天的计算机还要处理大量的以文本形式存在的信息。如果我们希望通过Python程序来操作本这些文本信息,就必须要先了解字符串这种数据类型以及与它相关的知识。

字符串的定义

所谓字符串,就是由零个或多个字符组成的有限序列,一般记为:

在Python程序中,如果我们把单个或多个字符用单引号或者双引号包围起来,就可以表示一个字符串。字符串中的字符可以是特殊符号、英文字母、中文字符、日文的平假名或片假名、希腊字母、​​Emoji字符​​等。

s1 = 'hello, world!'s2 = "你好,世界!"print(s1, s2)# 以三个双引号或单引号开头的字符串可以折行s3 = '''hello, world!'''print(s3, end='')

提示:​​print​​​函数中的​​end=''​​​表示输出后不换行,即将默认的结束符​​\n​​​(换行符)更换为​​''​​(空字符)。

转义字符和原始字符串

可以在字符串中使用​​\​​​(反斜杠)来表示转义,也就是说​​\​​​后面的字符不再是它原来的意义,例如:​​\n​​​不是代表反斜杠和字符​​n​​​,而是表示换行;​​\t​​​也不是代表反斜杠和字符​​t​​​,而是表示制表符。所以如果字符串本身又包含了​​'​​​、​​"​​​、​​\​​​这些特殊的字符,必须要通过​​\​​进行转义处理。例如要输出一个带单引号或反斜杠的字符串,需要用如下所示的方法。

s1 = '\'hello, world!\''print(s1)s2 = '\\hello, world!\\'print(s2)

Python中的字符串可以​​r​​​或​​R​​​开头,这种字符串被称为原始字符串,意思是字符串中的每个字符都是它本来的含义,没有所谓的转义字符。例如,在字符串​​'hello\n'​​​中,​​\n​​​表示换行;而在​​r'hello\n'​​​中,​​\n​​​不再表示换行,就是反斜杠和字符​​n​​。大家可以运行下面的代码,看看会输出什么。

# 字符串s1中\t是制表符,\n是换行符s1 = '\time up \now'print(s1)# 字符串s2中没有转义字符,每个字符都是原始含义s2 = r'\time up \now'print(s2)

Python中还允许在​​\​​​后面还可以跟一个八进制或者十六进制数来表示字符,例如​​\141​​​和​​\x61​​​都代表小写字母​​a​​​,前者是八进制的表示法,后者是十六进制的表示法。另外一种表示字符的方式是在​​\u​​​后面跟Unicode字符编码,例如​​\u9a86\u660a​​代表的是中文“骆昊”。运行下面的代码,看看输出了什么。

s1 = '\141\142\143\x61\x62\x63's2 = '\u9a86\u660a'print(s1, s2)

字符串的运算

Python为字符串类型提供了非常丰富的运算符,我们可以使用​​+​​​运算符来实现字符串的拼接,可以使用​​*​​​运算符来重复一个字符串的内容,可以使用​​in​​​和​​not in​​​来判断一个字符串是否包含另外一个字符串,我们也可以用​​[]​​​和​​[:]​​运算符从字符串取出某个字符或某些字符。

拼接和重复

下面的例子演示了使用​​+​​​和​​*​​运算符来实现字符串的拼接和重复操作。

s1 = 'hello' + ' ' + 'world'print(s1) # hello worlds2 = '!' * 3print(s2) # !!!s1 += s2 # s1 = s1 + s2print(s1) # hello world!!!s1 *= 2 # s1 = s1 * 2print(s1) # hello world!!!hello world!!!

用​​*​​​实现字符串的重复是非常有意思的一个运算符,在很多编程语言中,要表示一个有10个​​a​​​的字符串,你只能写成​​"aaaaaaaaaa"​​​,但是在Python中,你可以写成​​'a' * 10​​​。你可能觉得​​"aaaaaaaaaa"​​​这种写法也没有什么不方便的,那么想一想,如果字符​​a​​要重复100次或者1000次又会如何呢?

比较运算

对于两个字符串类型的变量,可以直接使用比较运算符比较两个字符串的相等性或大小。需要说明的是,因为字符串在计算机内存中也是以二进制形式存在的,那么字符串的大小比较比的是每个字符对应的编码的大小。例如​​A​​​的编码是​​65​​​, 而​​a​​​的编码是​​97​​​,所以​​'A' < 'a'​​​的结果相当于就是​​65 < 97​​​的结果,很显然是​​True​​​;而​​'boy' < 'bad'​​​,因为第一个字符都是​​'b'​​​比不出大小,所以实际比较的是第二个字符的大小,显然​​'o' < 'a'​​​的结果是​​False​​​,所以​​'boy' < 'bad'​​​的结果也是​​False​​​。如果不清楚两个字符对应的编码到底是多少,可以使用​​ord​​​函数来获得,例如​​ord('A')​​​的值是​​65​​​,而​​ord('昊')​​​的值是​​26122​​。下面的代码为大家展示了字符串的比较运算。

s1 = 'a whole new world's2 = 'hello world'print(s1 == s2, s1 < s2) # False Trueprint(s2 == 'hello world') # Trueprint(s2 == 'Hello world') # Falseprint(s2 != 'Hello world') # Trues3 = '骆昊'print(ord('骆'), ord('昊')) # 39558 26122s4 = '王大锤'print(ord('王'), ord('大'), ord('锤')) # 29579 22823 38180print(s3 > s4, s3 <= s4) # True False

需要强调一下的是,字符串的比较运算比较的是字符串的内容,Python中还有一个​​is​​​运算符(身份运算符),如果用​​is​​​来比较两个字符串,它比较的是两个变量对应的字符串对象的内存地址(不理解先跳过),简单的说就是两个变量是否对应内存中的同一个字符串。看看下面的代码就比较清楚​​is​​运算符的作用了。

s1 = 'hello world's2 = 'hello world's3 = s2# 比较字符串的内容print(s1 == s2, s2 == s3) # True True# 比较字符串的内存地址print(s1 is s2, s2 is s3) # False True

成员运算

Python中可以用​​in​​​和​​not in​​​判断一个字符串中是否存在另外一个字符或字符串,​​in​​​和​​not in​​​运算通常称为成员运算,会产生布尔值​​True​​​或​​False​​,代码如下所示。

s1 = 'hello, world'print('wo' in s1) # Trues2 = 'goodbye'print(s2 in s1) # False

获取字符串长度

获取字符串长度没有直接的运算符,而是使用内置函数​​len​​,我们在上节课的提到过这个内置函数,代码如下所示。

s = 'hello, world'print(len(s)) # 12print(len('goodbye, world')) # 14

索引和切片

如果希望从字符串中取出某个字符,我们可以对字符串进行索引运算,运算符是​​[n]​​​,其中​​n​​​是一个整数,假设字符串的长度为​​N​​​,那么​​n​​​可以是从​​0​​​到​​N-1​​​的整数,其中​​0​​​是字符串中第一个字符的索引,而​​N-1​​​是字符串中最后一个字符的索引,通常称之为正向索引;在Python中,字符串的索引也可以是从​​-1​​​到​​-N​​​的整数,其中​​-1​​​是最后一个字符的索引,而​​-N​​则是第一个字符的索引,通常称之为负向索引。注意,因为字符串是不可变类型,所以不能通过索引运算修改字符串中的字符。

s = 'abc123456'N = len(s)# 获取第一个字符print(s[0], s[-N]) # a a# 获取最后一个字符print(s[N-1], s[-1]) # 6 6# 获取索引为2或-7的字符print(s[2], s[-7]) # c c# 获取索引为5和-4的字符print(s[5], s[-4]) # 3 3

需要提醒大家注意的是,在进行索引操作时,如果索引越界(正向索引不在​​0​​​到​​N-1​​​范围,负向索引不在​​-1​​​到​​-N​​​范围),会引发​​IndexError​​​异常,错误提示信息为:​​string index out of range​​(字符串索引超出范围)。

如果要从字符串中取出多个字符,我们可以对字符串进行切片,运算符是​​[i:j:k]​​​,其中​​i​​​是开始索引,索引对应的字符可以取到;​​j​​​是结束索引,索引对应的字符不能取到;​​k​​​是步长,默认值为​​1​​​,表示从前向后获取相邻字符的连续切片,所以​​:k​​​部分可以省略。假设字符串的长度为​​N​​​,当​​k > 0​​​时表示正向切片(从前向后获取字符),如果没有给出​​i​​​和​​j​​​的值,则​​i​​​的默认值是​​0​​​,​​j​​​的默认值是​​N​​​;当​​k < 0​​​时表示负向切片(从后向前获取字符),如果没有给出​​i​​​和​​j​​​的值,则​​i​​​的默认值是​​-1​​​,j的默认值是​​-N - 1​​​。如果不理解,直接看下面的例子,记住第一个字符的索引是​​0​​​或​​-N​​​,最后一个字符的索引是​​N-1​​​或​​-1​​就行了。

s = 'abc123456'# i=2, j=5, k=1的正向切片操作print(s[2:5]) # c12# i=-7, j=-4, k=1的正向切片操作print(s[-7:-4]) # c12# i=2, j=9, k=1的正向切片操作print(s[2:]) # c123456# i=-7, j=9, k=1的正向切片操作print(s[-7:]) # c123456# i=2, j=9, k=2的正向切片操作print(s[2::2]) # c246# i=-7, j=9, k=2的正向切片操作print(s[-7::2]) # c246# i=0, j=9, k=2的正向切片操作print(s[::2]) # ac246# i=1, j=-1, k=2的正向切片操作print(s[1:-1:2]) # b135# i=7, j=1, k=-1的负向切片操作print(s[7:1:-1]) # 54321c# i=-2, j=-8, k=-1的负向切片操作print(s[-2:-8:-1]) # 54321c# i=7, j=-10, k=-1的负向切片操作print(s[7::-1]) # 54321cba# i=-1, j=1, k=-1的负向切片操作print(s[:1:-1]) # 654321c# i=0, j=9, k=1的正向切片print(s[:]) # abc123456# i=0, j=9, k=2的正向切片print(s[::2]) # ac246# i=-1, j=-10, k=-1的负向切片print(s[::-1]) # 654321cba# i=-1, j=-10, k=-2的负向切片print(s[::-2]) # 642ca

循环遍历每个字符

如果希望从字符串中取出每个字符,可以使用​​for​​循环对字符串进行遍历,有两种方式。

方式一:

s1 = 'hello'for index in range(len(s1)): print(s1[index])

方式二:

s1 = 'hello'for ch in s1: print(ch)

字符串的方法

在Python中,我们可以通过字符串类型自带的方法对字符串进行操作和处理,对于一个字符串类型的变量,我们可以用​​变量名.方法名()​​的方式来调用它的方法。所谓方法其实就是跟某个类型的变量绑定的函数,后面我们讲面向对象编程的时候还会对这一概念详加说明。

大小写相关操作

下面的代码演示了和字符串大小写变换相关的方法。

s1 = 'hello, world!'# 使用capitalize方法获得字符串首字母大写后的字符串print(s1.capitalize()) # Hello, world!# 使用title方法获得字符串每个单词首字母大写后的字符串print(s1.title()) # Hello, World!# 使用upper方法获得字符串大写后的字符串print(s1.upper()) # HELLO, WORLD!s2 = 'GOODBYE'# 使用lower方法获得字符串小写后的字符串print(s2.lower()) # goodbye

查找操作

如果想在一个字符串中从前向后查找有没有另外一个字符串,可以使用字符串的​​find​​​或​​index​​方法。

s = 'hello, world!'# find方法从字符串中查找另一个字符串所在的位置# 找到了返回字符串中另一个字符串首字符的索引print(s.find('or')) # 8# 找不到返回-1print(s.find('shit')) # -1# index方法与find方法类似# 找到了返回字符串中另一个字符串首字符的索引print(s.index('or')) # 8# 找不到引发异常print(s.index('shit')) # ValueError: substring not found

在使用​​find​​​和​​index​​​方法时还可以通过方法的参数来指定查找的范围,也就是查找不必从索引为​​0​​​的位置开始。​​find​​​和​​index​​​方法还有逆向查找(从后向前查找)的版本,分别是​​rfind​​​和​​rindex​​,代码如下所示。

s = 'hello good world!'# 从前向后查找字符o出现的位置(相当于第一次出现)print(s.find('o')) # 4# 从索引为5的位置开始查找字符o出现的位置print(s.find('o', 5)) # 7# 从后向前查找字符o出现的位置(相当于最后一次出现)print(s.rfind('o')) # 12

性质判断

可以通过字符串的​​startswith​​​、​​endswith​​​来判断字符串是否以某个字符串开头和结尾;还可以用​​is​​开头的方法判断字符串的特征,这些方法都返回布尔值,代码如下所示。

s1 = 'hello, world!'# startwith方法检查字符串是否以指定的字符串开头返回布尔值print(s1.startswith('He')) # Falseprint(s1.startswith('hel')) # True# endswith方法检查字符串是否以指定的字符串结尾返回布尔值print(s1.endswith('!')) # Trues2 = 'abc123456'# isdigit方法检查字符串是否由数字构成返回布尔值print(s2.isdigit()) # False# isalpha方法检查字符串是否以字母构成返回布尔值print(s2.isalpha()) # False# isalnum方法检查字符串是否以数字和字母构成返回布尔值print(s2.isalnum()) # True

格式化字符串

在Python中,字符串类型可以通过​​center​​​、​​ljust​​​、​​rjust​​​方法做居中、左对齐和右对齐的处理。如果要在字符串的左侧补零,也可以使用​​zfill​​方法。

s = 'hello, world'# center方法以宽度20将字符串居中并在两侧填充*print(s.center(20, '*')) # ****hello, world****# rjust方法以宽度20将字符串右对齐并在左侧填充空格print(s.rjust(20)) # hello, world# ljust方法以宽度20将字符串左对齐并在右侧填充~print(s.ljust(20, '~')) # hello, world~~~~~~~~# 在字符串的左侧补零print('33'.zfill(5)) # 00033print('-33'.zfill(5)) # -0033

我们之前讲过,在用​​print​​函数输出字符串时,可以用下面的方式对字符串进行格式化。

a = 321b = 123print('%d * %d = %d' % (a, b, a * b))

当然,我们也可以用字符串的方法来完成字符串的格式,代码如下所示。

a = 321b = 123print('{0} * {1} = {2}'.format(a, b, a * b))

从Python 3.6开始,格式化字符串还有更为简洁的书写方式,就是在字符串前加上​​f​​​来格式化字符串,在这种以​​f​​​打头的字符串中,​​{变量名}​​是一个占位符,会被变量对应的值将其替换掉,代码如下所示。

a = 321b = 123print(f'{a} * {b} = {a * b}')

如果需要进一步控制格式化语法中变量值的形式,可以参照下面的表格来进行字符串格式化操作。

变量值

占位符

格式化结果

说明

​3.1415926​

​{:.2f}​

​'3.14'​

保留小数点后两位

​3.1415926​

​{:+.2f}​

​'+3.14'​

带符号保留小数点后两位

​-1​

​{:+.2f}​

​'-1.00'​

带符号保留小数点后两位

​3.1415926​

​{:.0f}​

​'3'​

不带小数

​123​

​{:0>10d}​

​'0000000123'​

左边补​​0​​,补够10位

​123​

​{:x<10d}​

​'123xxxxxxx'​

右边补​​x​​ ,补够10位

​123​

​{:>10d}​

​' 123'​

左边补空格,补够10位

​123​

​{:<10d}​

​'123 '​

右边补空格,补够10位

​123456789​

​{:,}​

​'123,456,789'​

逗号分隔格式

​0.123​

​{:.2%}​

​'12.30%'​

百分比格式

​123456789​

​{:.2e}​

​'1.23e+08'​

科学计数法格式

修剪操作

字符串的​​strip​​​方法可以帮我们获得将原字符串修剪掉左右两端空格之后的字符串。这个方法非常有实用价值,通常用来将用户输入中因为不小心键入的头尾空格去掉,​​strip​​​方法还有​​lstrip​​​和​​rstrip​​两个版本,相信从名字大家已经猜出来这两个方法是做什么用的。

s = ' jackfrued@126.com \t\r\n'# strip方法获得字符串修剪左右两侧空格之后的字符串print(s.strip()) # jackfrued@126.com

替换操作

如果希望用新的内容替换字符串中指定的内容,可以使用​​replace​​​方法,代码如下所示。​​replace​​方法的第一个参数是被替换的内容,第二个参数是替换后的内容,还可以通过第三个参数指定替换的次数。

s = 'hello, world'print(s.replace('o', '@')) # hell@, w@rldprint(s.replace('o', '@', 1)) # hell@, world

拆分/合并操作

可以使用字符串的​​split​​​方法将一个字符串拆分为多个字符串(放在一个列表中),也可以使用字符串的​​join​​方法将列表中的多个字符串连接成一个字符串,代码如下所示。

s = 'I love you'words = s.split()print(words) # ['I', 'love', 'you']print('#'.join(words)) # I#love#you

需要说明的是,​​split​​方法默认使用空格进行拆分,我们也可以指定其他的字符来拆分字符串,而且还可以指定最大拆分次数来控制拆分的效果,代码如下所示。

s = 'I#love#you#so#much'words = s.split('#')print(words) # ['I', 'love', 'you', 'so', 'much']words = s.split('#', 3)print(words) # ['I', 'love', 'you', 'so#much']

编码/解码操作

Python中除了字符串​​str​​​类型外,还有一种表示二进制数据的字节串类型(​​bytes​​)。所谓字节串,就是由零个或多个字节组成的有限序列。通过字符串的​​encode​​​方法,我们可以按照某种编码方式将字符串编码为字节串,我们也可以使用字节串的​​decode​​方法,将字节串解码为字符串,代码如下所示。

a = '骆昊'b = a.encode('utf-8')c = a.encode('gbk')print(b, c) # b'\xe9\xaa\x86\xe6\x98\x8a' b'\xc2\xe6\xea\xbb'print(b.decode('utf-8'))print(c.decode('gbk'))

注意,如果编码和解码的方式不一致,会导致乱码问题(无法再现原始的内容)或引发​​UnicodeDecodeError​​错误导致程序崩溃。

其他方法

对于字符串类型来说,还有一个常用的操作是对字符串进行匹配检查,即检查字符串是否满足某种特定的模式。例如,一个网站对用户注册信息中用户名和邮箱的检查,就属于模式匹配检查。实现模式匹配检查的工具叫做正则表达式,Python语言通过标准库中的​​re​​模块提供了对正则表达式的支持,我们会在后续的课程中为大家讲解这个知识点。

简单的总结

知道如何表示和操作字符串对程序员来说是非常重要的,因为我们需要处理文本信息,Python中操作字符串可以用拼接、切片等运算符,也可以使用字符串类型的方法。

二,元组

常用数据结构之元组

Python中容器型的数据类型肯定不止列表一种,接下来我们为大家讲解另一种重要的容器型数据类型,它的名字叫元组(tuple)。

定义和使用元组

在Python中,元组也是多个元素按照一定的顺序构成的序列。元组和列表的不同之处在于,元组是不可变类型,这就意味着元组类型的变量一旦定义,其中的元素不能再添加或删除,而且元素的值也不能进行修改。定义元组通常使用​​()​​字面量语法,也建议大家使用这种方式来创建元组。元组类型支持的运算符跟列表是一样。下面的代码演示了元组的定义和运算。

# 定义一个三元组t1 = (30, 10, 55)# 定义一个四元组t2 = ('骆昊', 40, True, '四川成都')# 查看变量的类型print(type(t1), type(t2)) # # 查看元组中元素的数量print(len(t1), len(t2)) # 3 4# 通过索引运算获取元组中的元素print(t1[0], t1[-3]) # 30 30print(t2[3], t2[-1]) # 四川成都 四川成都# 循环遍历元组中的元素for member in t2: print(member)# 成员运算print(100 in t1) # Falseprint(40 in t2) # True# 拼接t3 = t1 + t2print(t3) # (30, 10, 55, '骆昊', 40, True, '四川成都')# 切片print(t3[::3]) # (30, '骆昊', '四川成都')# 比较运算print(t1 == t3) # Falseprint(t1 >= t3) # Falseprint(t1 < (30, 11, 55)) # True

一个元组中如果有两个元素,我们就称之为二元组;一个元组中如果五个元素,我们就称之为五元组。需要提醒大家注意的是,​​()​​​表示空元组,但是如果元组中只有一个元素,需要加上一个逗号,否则​​()​​​就不是代表元组的字面量语法,而是改变运算优先级的圆括号,所以​​('hello', )​​​和​​(100, )​​​才是一元组,而​​('hello')​​​和​​(100)​​只是字符串和整数。我们可以通过下面的代码来加以验证。

# 空元组a = ()print(type(a)) # # 不是元组b = ('hello')print(type(b)) # c = (100)print(type(c)) # # 一元组d = ('hello', )print(type(d)) # e = (100, )print(type(e)) #

元组的应用场景

讲到这里,相信大家一定迫切的想知道元组有哪些应用场景,我们给大家举几个例子。

例子1:打包和解包操作。

当我们把多个用逗号分隔的值赋给一个变量时,多个值会打包成一个元组类型;当我们把一个元组赋值给多个变量时,元组会解包成多个值然后分别赋给对应的变量,如下面的代码所示。

# 打包a = 1, 10, 100print(type(a), a) # (1, 10, 100)# 解包i, j, k = aprint(i, j, k) # 1 10 100

在解包时,如果解包出来的元素个数和变量个数不对应,会引发​​ValueError​​​异常,错误信息为:​​too many values to unpack​​​(解包的值太多)或​​not enough values to unpack​​(解包的值不足)。

a = 1, 10, 100, 1000# i, j, k = a # ValueError: too many values to unpack (expected 3)# i, j, k, l, m, n = a # ValueError: not enough values to unpack (expected 6, got 4)

有一种解决变量个数少于元素的个数方法,就是使用星号表达式,我们之前讲函数的可变参数时使用过星号表达式。有了星号表达式,我们就可以让一个变量接收多个值,代码如下所示。需要注意的是,用星号表达式修饰的变量会变成一个列表,列表中有0个或多个元素。还有在解包语法中,星号表达式只能出现一次。

a = 1, 10, 100, 1000i, j, *k = aprint(i, j, k) # 1 10 [100, 1000]i, *j, k = aprint(i, j, k) # 1 [10, 100] 1000*i, j, k = aprint(i, j, k) # [1, 10] 100 1000*i, j = aprint(i, j) # [1, 10, 100] 1000i, *j = aprint(i, j) # 1 [10, 100, 1000]i, j, k, *l = aprint(i, j, k, l) # 1 10 100 [1000]i, j, k, l, *m = aprint(i, j, k, l, m) # 1 10 100 1000 []

需要说明一点,解包语法对所有的序列都成立,这就意味着对列表以及我们之前讲到的​​range​​函数返回的范围序列都可以使用解包语法。大家可以尝试运行下面的代码,看看会出现怎样的结果。

a, b, *c = range(1, 10)print(a, b, c)a, b, c = [1, 10, 100]print(a, b, c)a, *b, c = 'hello'print(a, b, c)

例子2:交换两个变量的值。

交换两个变量的值是编程语言中的一个经典案例,在很多编程语言中,交换两个变量的值都需要借助一个中间变量才能做到,如果不用中间变量就需要使用比较晦涩的位运算来实现。在Python中,交换两个变量​​a​​​和​​b​​的值只需要使用如下所示的代码。

a, b = b, a

同理,如果要将三个变量​​a​​​、​​b​​​、​​c​​​的值互换,即​​b​​​赋给​​a​​​,​​c​​​赋给​​b​​​,​​a​​​赋给​​c​​,也可以如法炮制。

a, b, c = b, c, a

需要说明的是,上面并没有用到打包和解包语法,Python的字节码指令中有​​ROT_TWO​​​和​​ROT_THREE​​这样的指令可以实现这个操作,效率是非常高的。但是如果有多于三个变量的值要依次互换,这个时候没有直接可用的字节码指令,执行的原理就是我们上面讲解的打包和解包操作。

元组和列表的比较

这里还有一个非常值得探讨的问题,Python中已经有了列表类型,为什么还需要元组这样的类型呢?这个问题对于初学者来说似乎有点困难,不过没有关系,我们先抛出观点,大家可以一边学习一边慢慢体会。

元组是不可变类型,不可变类型更适合多线程环境,因为它降低了并发访问变量的同步化开销。关于这一点,我们会在后面讲解多线程的时候为大家详细论述。元组是不可变类型,通常不可变类型在创建时间和占用空间上面都优于对应的可变类型。我们可以使用​​sys​​​模块的​​getsizeof​​​函数来检查保存相同元素的元组和列表各自占用了多少内存空间。我们也可以使用​​timeit​​​模块的​​timeit​​函数来看看创建保存相同元素的元组和列表各自花费的时间,代码如下所示。

import sysimport timeita = list(range(100000))b = tuple(range(100000))print(sys.getsizeof(a), sys.getsizeof(b)) # 900120 800056print(timeit.timeit('[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]'))print(timeit.timeit('(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9)'))

Python中的元组和列表是可以相互转换的,我们可以通过下面的代码来做到。

# 将元组转换成列表info = ('骆昊', 175, True, '四川成都')print(list(info)) # ['骆昊', 175, True, '四川成都']# 将列表转换成元组fruits = ['apple', 'banana', 'orange']print(tuple(fruits)) # ('apple', 'banana', 'orange')

简单的总结

列表和元组都是容器型的数据类型,即一个变量可以保存多个数据。列表是可变数据类型,元组是不可变数据类型,所以列表添加元素、删除元素、清空、排序等方法对于元组来说是不成立的。但是列表和元组都可以进行拼接、成员运算、索引和切片这些操作,后面我们要讲到的字符串类型也是这样,因为字符串就是字符按一定顺序构成的序列,在这一点上三者并没有什么区别。我们推荐大家使用列表的生成式语法来创建列表,它很好用,也是Python中非常有特色的语法。

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