Python基础入门（2）—— 什么是控制语句、列表、元组和序列？

A bold attempt is half success.
勇敢的尝试是成功的一半。

前面学习了Python的基本原则、变量、字符串、运算符和数据类型等知识，下面主要记录了Python基础中的控制语句、列表、元组、序列的相关知识

01 | 🚄控制语句

Python的控制语句可以帮助实现条件执行、循环迭代等功能。下面是三种最常用的Python控制语句：

1. if语句：if语句用于执行特定的操作，当满足一个或多个条件时才会执行。if语句由if关键字、条件表达式和语句块组成。

   if 条件表达式:代码块1
   else:代码块2
   

   如果条件表达式为真，则执行代码块1；否则，执行代码块2。

2. for循环：for循环用于遍历任何序列中的每个元素，例如列表、字符串、元组等。for循环由for关键字、迭代变量、in关键字和序列组成。

   for 变量 in 序列:循环体代码
   

   其中，变量用于存储当前迭代的值，而序列指定可迭代的对象。对于每个元素，都将执行循环体代码。

3. while循环：while循环用于重复执行一段代码，直到满足退出条件为止。while循环由while关键字、条件表达式和循环块组成。

   while 条件表达式:代码块
   

   只要条件表达式为True，代码块就会重复执行，直到条件表达式为False或者循环被break语句中断。
   另外，Python还支持其他控制语句，如try/except等异常处理语句，这些语句的使用能够使程序更健壮、更可靠并且容错性更强，在后面阶段会重点学习一下异常处理这块知识点

02 | 🚅列表

当你需要管理多个元素时，Python的列表(list)是一个非常有用的数据类型。一个列表是一种有序的、可变的、容纳任意数量的Python对象的集合。由于Python支持动态变量类型，一个列表可以包括不同类型的元素，例如数字、字符串和其他列表等。

下面是关于Python列表的一些重要特征和用法：

1. 定义列表：使用方括号[]定义一个列表。它可以为空或包含一个或多个元素，并用逗号分隔。

   scores = [90, 80, 70, 60]
   names = ['John', 'Anna', 'Mike', 'Alice']
   empty_list = []
   

2. 访问列表元素：列表中的元素在内部是按照0索引的顺序排列的，即第一个元素的索引为0，第二个元素的索引为1，以此类推。您可以通过方括号([])访问列表中的任何元素。

   grades = [85, 92, 78, 90]
   print(grades[0])   # 输出列表中的第一个元素
   print(grades[-1])  # 输出列表中的最后一个元素
   

3. 列表切片：可以使用切片操作符(:)获取列表中的一段子集。切片操作符由起始位置、终止位置和步长组成。

   numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
   print(numbers[1:3])     # 输出列表中索引为1和2的元素
   print(numbers[:3])      # 输出列表中前三个元素
   print(numbers[::2])     # 输出步长为2的所有元素
   

4. 迭代列表：可以使用for循环语句迭代遍历列表中的每个元素。

   cities = ['Beijing', 'Shanghai', 'Guangzhou', 'Shenzhen']
   for city in cities:print(city)
   

5. 修改列表元素：列表是可变(mutable)类型，意味着您可以修改列表中的元素。

   fruits = ['apple', 'banana', 'cherry']
   fruits[0] = 'orange'   # 将第一个元素由'apple'改为'orange'
   print(fruits)   # 输出更改后的列表['orange', 'banana', 'cherry']
   

6. 列表方法：Python列表还提供了许多有用的方法来强化其功能。这些方法包括添加、删除、查找和排序等。

   numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
   numbers.append(6)        # 在列表末尾追加一个元素
   numbers.insert(0, 0)    # 在列表开头插入一个元素
   numbers.remove(3)        # 移除指定元素
   numbers.sort()           # 对列表进行排序
   

7. 列表长度：使用len()函数获取列表的长度。

   animals = ['cat', 'dog', 'fish']
   print(len(animals))   # 输出列表长度3
   

综上所述，Python的列表(list)是一种非常灵活和有用的数据类型。对于处理多个元素的情况，它们提供了许多实用的特性和功能。在日常编程中，适当的使用列表能够有效地减少代码复杂度并提高代码效率。

03 | 🚈元组

在Python中，元组(tuple)与列表(list)类似，也是存储多个项目的容器。但它们之间有一个重要的区别：元组是不可变(immutable)的，意味着在创建后无法对其进行更改。由于这个原因，元组通常用于表示静态数据，如某个对象的固定属性或坐标。

下面是关于Python元组的一些重要特征和用法：

1. 定义元组：使用圆括号()定义一个元组。可以为空或包含一个或多个元素，并用逗号分隔。

   coordinates = (3, 5)
   fruits = ('apple', 'banana', 'cherry')
   empty_tuple = ()
   

2. 访问元组元素：元组中的元素在内部是按照0索引的顺序排列的，即第一个元素的索引为0，第二个元素的索引为1，以此类推。可以通过方括号[]访问元组中的任何元素。

   coordinate = (3, 5)
   print(coordinate[0])    # 输出元组中第一个元素
   print(coordinate[-1])   # 输出元组中最后一个元素
   

3. 元组切片：可以使用切片操作符:获取元组中的一段子集。

   numbers = (1, 2, 3, 4, 5)
   print(numbers[1:3])     # 输出元组中索引为1和2的元素
   print(numbers[:3])      # 输出元组中前三个元素
   print(numbers[::2])     # 输出步长为2的所有元素
   

4. 迭代元组：可以使用for循环语句迭代遍历元组中的每个元素。

   cities = ('Beijing', 'Shanghai', 'Guangzhou', 'Shenzhen')
   for city in cities:print(city)
   

5. 解包元组：可以将元组解包，并将元素分配给变量，以便更方便地访问它们。

   coordinate = (3, 5)
   x, y = coordinate   # 分配元组中的第一个和第二个元素到变量x和y
   print(x)            # 输出3
   print(y)            # 输出5
   

6. 元组方法：元组虽然不可变，但也提供了一些实用的内置方法来处理其内容。

   numbers = (1, 2, 3, 4, 5)
   print(numbers.index(3))   # 查找元组中首次出现3的位置
   print(numbers.count(2))   # 统计元组中值为2的元素个数
   

7. 元组作为返回值：元组适合作为函数的返回值类型，因为它们可以容易地返回多个对象。

   def square_and_cube(x):return x**2, x**3result = square_and_cube(2)
   print(result)          # 输出元组(4, 8)
   squared, cubed = result
   print(squared, cubed)  # 输出4, 8
   

综上所述，Python的元组(tuple)是一种不可变类型的数据容器。虽然它们与列表相比在灵活性和易用性方面受到了限制，但它们可以提供更好的安全性和性能优化等方面的保障。在处理静态数据和返回多个值时，元组通常是一种很好的选择。

04 | 🚝序列

在Python中，序列(sequence)是包含一组有序元素的数据类型。在这个概念下，Python提供了三种内置序列类型：字符串(str)、列表(list)和元组(tuple)，它们都支持常见的序列操作。

以下是关于Python序列的一些重要特征和用法：

1. 索引：序列中的元素按照从左到右的顺序排列，并被分配一个唯一的索引号（从0开始）。您可以通过方括号[]访问序列中的任何元素。

   str = 'Hello, World!'
   lst = [10, 20, 30, 40]
   tup = (3, 5, 7, 9)print(str[1])    # 输出'e'
   print(lst[2])    # 输出30
   print(tup[-1])   # 输出9
   

2. 切片：可以使用切片操作符:获取序列中的一段子集。切片操作返回一个新的序列，而不改变原有的序列。

   str = 'Hello, World!'
   lst = [10, 20, 30, 40]
   tup = (3, 5, 7, 9)print(str[1:5])      # 输出'ello'
   print(lst[::2])      # 输出[10, 30]
   print(tup[:-2])      # 输出(3, 5)
   

3. 求长度：可以使用函数len()来计算序列中元素的数量。

   str = 'Hello, World!'
   lst = [10, 20, 30, 40]
   tup = (3, 5, 7, 9)print(len(str))      # 输出13
   print(len(lst))      # 输出4
   print(len(tup))      # 输出4
   

4. 迭代序列：可以使用for循环语句遍历序列中的每个元素。

   tr = 'Hello, World!'
   lst = [10, 20, 30, 40]
   tup = (3, 5, 7, 9)for char in str:print(char)for num in lst:print(num)for val in tup:print(val)
   

5. 拼接序列：可以使用加号+运算符将两个序列（相同类型）合并为一个新序列。

   str1 = 'Hello'
   str2 = ', World!'
   lst1 = [10, 20, 30]
   lst2 = [40, 50, 60]new_str = str1 + str2
   new_lst = lst1 + lst2print(new_str)     # 输出'Hello, World!'
   print(new_lst)     # 输出[10, 20, 30, 40, 50, 60]
   

6. 乘法操作：可以使用乘法*运算符重复序列中的元素多次，并生成一个新序列。

   str1 = 'Hello'
   lst1 = [1, 2, 3]new_str = str1 * 3
   new_lst = lst1 * 2print(new_str)     # 输出'HelloHelloHello'
   print(new_lst)     # 输出[1, 2, 3, 1, 2, 3]
   

7. 成员资格：可以使用运算符in和not in来检查某个值是否为序列的元素。

   str = 'Hello, World!'
   lst = [10, 20, 30, 40]
   tup = (3, 5, 7, 9)print('H' in str)       # 输出True
   print(25 not in lst)    # 输出True
   print(7 in tup)         # 输出True
   

综上所述，Python的序列(sequence)是一种有序元素的数据类型。在Python中，字符串(str)、列表(list)和元组(tuple)都属于序列类型，它们支持常见的序列操作，如索引、切片、长度计算、迭代、拼接、重复、成员资格等。这些基本操作可以帮助轻松地处理和操作各种数据结构，从而提高生产效率。

05 | 🚞习题

辅导员要到学生宿舍走访,学生宿舍管理数据库中有一表如下，现将表中的姓名列删除形成新表,要求不能出现重复元组(行)。编写程序,用序列和集合实现这一过程，从而获得需要走访的宿舍地址(楼栋和宿舍号)。

姓名	宿舍楼	宿舍号
小右	白虎楼	201
小左	青龙楼	202
小北	朱雀楼	203
小南	玄武楼	204

下面是使用序列和集合实现的代码：

# 原始表格
data = [("小西", "1号楼", "201"), ("小东", "2号楼", "202")]# 删除姓名列
new_data = [(x[1], x[2]) for x in data]# 利用集合去重
deduped_data = set(new_data)# 输出需要走访的宿舍地址
for item in deduped_data:print(item[0], item[1])

代码的实现流程如下：

• 首先定义了一个原始表格，其中每行是一个三元组，分别表示姓名、楼栋和宿舍号。

• 然后用一个列表推导式，将原始表格中的姓名列去除，形成一个新的二元组序列。

• 接着利用 Python 的集合类型，将新的二元组序列转换成一个集合，从而去除了其中的重复元素。

• 最后，遍历这个集合，输出需要走访的宿舍地址。