学习笔记-Python开发-007_数据类型_下

本文是数据类型的最后一章，将会介绍集合、None、字典、浮点型，由于篇幅和安排，将会省略具体内存空间的缓存和暂留机制，放于后文介绍。

1 集合（set）

集合是一个无序、可变、不允许数据重复的容器，它的存放元素类型必须满足可哈希的条件。

v = {11,22,(33,44),'aa'}
print(type(v))

集合的存储原理：

因存储原理，集合的元素必须是可哈希的值，即：内部通过通过哈希函数把值转换成一个数字。

print(hash('kinght'))
print(hash(('kinght','aym')))
print(hash(7777))
print(hash(True))

目前可哈希的数据类型：int、bool、str、tuple，而list、set、dict是不可哈希的。

总结：集合的元素只能是 int、bool、str、tuple 。

1.1 定义

v1 = { 11, 22, 33, "kinght" }

无序，无法通过索引取值
可变，可以添加或删除元素

v1 = {11,22,33,44}
v1.add(55)
print(v1) # {11,22,33,44,55} # 55的位置是说不准的，集合是无序的

不允许数据重复

v1 = {11,22,33,44}
v1.add(22)
print(v1) # {11,22,33,44}

一般什么时候用集合呢？

就是想要维护一大堆不重复的数据时，就可以用它。比如：做爬虫去网上找图片的链接，为了避免链接重复，可以选择用集合去存储链接地址。

注意：定义空集合时，只能使用v = set()，不能使用 v={}（这样是定义一个空字典）。

# 空列表
v1 = []
v11 = list()
# 空元组
v2 = ()
v22 = tuple()
# 空集合 -> 唯一的创建方式
v3 = set() 
# 空字典
v4 = {}
v44 = dict()

1.2 独有功能

1.2.1 添加元素

data = {"刘嘉玲", '关之琳', "王祖贤"}
data.add("郑裕玲")
print(data)

# 案例
data = set()
data.add("周杰伦")
data.add("林俊杰")
print(data)

1.2.2 删除元素

data = {"刘嘉玲", '关之琳', "王祖贤","张曼⽟", "李若彤"}
data.discard("关之琳") # 没有不会报错
print(data)

1.2.3 交集

s1 = {"刘能", "赵四", "⽪⻓⼭"}
s2 = {"刘科⻓", "冯乡⻓", "⽪⻓⼭"}
# 取两个集合的交集 
# 方案1
s4 = s1.intersection(s2) 
print(s4) # {"⽪⻓⼭"}
# 方案2
s3 = s1 & s2 
print(s3)

1.2.4 并集

s1 = {"刘能", "赵四", "⽪⻓⼭"}
s2 = {"刘科⻓", "冯乡⻓", "⽪⻓⼭"}
# 取两个集合的并集
# 方案1
s4 = s1.union(s2) 		  {"刘能", "赵四", "⽪⻓⼭","刘科⻓", "冯乡⻓", }
print(s4)
# 方案2
s3 = s1 | s2   			# 取两个集合的并集
print(s3)

1.2.5 差集

s1 = {"刘能", "赵四", "⽪⻓⼭"}
s2 = {"刘科⻓", "冯乡⻓", "⽪⻓⼭"}
# 取两个集合的差距 -> 顺序决定谁取谁
# 方案1
s4 = s1.difference(s2) 		# 差集，s1中有且s2中没有的值 {"刘能", "赵四"}
s6 = s2.difference(s1)   	# 差集，s2中有且s1中没有的值 {"刘科⻓", "冯乡⻓"}
# 方案2
s3 = s1 - s2   			   # 差集，s1中有且s2中没有的值
s5 = s2 - s1   			   # 差集，s2中有且s1中没有的值
print(s5,s6)

1.3 公共功能

1.3.1 减，计算差集

s1 = {"刘能", "赵四", "⽪⻓⼭"}
s2 = {"刘科⻓", "冯乡⻓", "⽪⻓⼭"}
# 顺序决定谁取谁
s3 = s1 - s2 
s4 = s2 - s1
print(s3) # {'赵四', '刘能'}
print(s4) # {'刘科⻓', '冯乡⻓'}

1.3.2 &，计算交集

s1 = {"刘能", "赵四", "⽪⻓⼭"}
s2 = {"刘科⻓", "冯乡⻓", "⽪⻓⼭"}
s3 = s1 & s2
print(s3) # {'⽪⻓⼭'}

1.3.3 |，计算并集

s1 = {"刘能", "赵四", "⽪⻓⼭"}
s2 = {"刘科⻓", "冯乡⻓", "⽪⻓⼭"}
s3 = s1 | s2
print(s3) # {'刘能', '冯乡⻓', '刘科⻓', '赵四', '⽪⻓⼭'}

1.3.4 长度

v = {"刘能", "赵四", "尼古拉斯"}
data = len(v)
print(data) # 3

1.3.5 for循环

v = {"刘能", "赵四", "尼古拉斯"}
for item in v:
	print(item)

1.4 转换

其他类型如果想要转换为集合类型，可以通过set进行转换，并且如果数据有重复自动剔除。

提示：int/list/tuple/dict都可以转换为集合。

# 字符串
v1 = "kinght"
v2 = set(v1)
print(v2) # {'k', 'g', 't', 'h', 'n', 'i'}
# 列表
v1 = [11,22,33,11,3,99,22]
v2 = set(v1)
print(v2) # {11,22,33,3,99}
# 元组
v1 = (11,22,3,11)
v2 = set(v1)
print(v2) # {11,22,3}

# 案例 -> 数据去重
data = {11,22,33,3,99}
v1 = list(data) # [11,22,33,3,99]
v2 = tuple(data) # (11,22,33,3,99)

1.5 其他

1.5.1 元素查找速度特别快

因存储原理特殊，集合的查找效率非常高(数据量大了才明显)

查找速度慢，需要一个一个检索值的索引，然后再查询值

user_list = ["kinght","aym","ayi"]
if "kinght" in user_list:
    print("在")
else:
    print("不在")
    
user_tuple = ("kinght","aym","ayi")
if "aym" in user_tuple:
    print("在")
else:
    print("不在")

查找速度快，直接查询值

user_set = {"kinght","aym","ayi"}
if "kkk" in user_set:
    print("在")
else:
    print("不在")

1.5.2 对比和嵌套

嵌套同样遵循是否可哈希的原则，可哈希就可以被嵌套。

类型	是否可变	是否有序	容器元素要求	是否可哈希	转换	定义空
list	是	是	无	否	list(其他)	`v=[]或v=list()`
tuple	否	是	无	是	tuple(其他)	`v=()或v=tuple()`
set	是	否	可哈希	否	set(其他)	`v=set()`

data_list = [
    "alex",
    11,
    (11, 22, 33, {"alex", "eric"}, 22),
    [11, 22, 33, 22],
    {11, 22, (True, ["中国", "北京"], "沙河"), 33} # 列表不能哈希，所以报错
]

注意：由于True和False本质上存储的是 1 和 0 ，而集合又不允许重复，所以在整数 0、1和False、True出现在集合中会有如下现象：

v1 = {True, 1}
print(v1)  # {True} True和False在计算机中是1和0表示的，所以集合会只有一个True
v2 = {1, True}
print(v2)  # {1}
v3 = {0, False}
print(v3)  # {0}
v4 = {False, 0}
print(v4)  # {False}

2 None类型

Python的数据类型中有一个特殊的值None，意味着这个值啥都不是或表示空。相当于其他语言中 null作用一样。

在做预定义变量的时候，使用None可以在一定程度上可以帮助我们去节省内存(注意：暂不要考虑Python内部的缓存和驻留机制，具体情况后文介绍)

v1 = None
v2 = None
..
v1 = [11,22,33,44]
v2 = [111,22,43]

v3 = [] # 创建空列表，内存会开辟列表所需要的空间
v4 = []
...
v3 = [11,22,33,44]
v4 = [111,22,43]

3 字典(dict)

字典是无序、键不重复 且元素只能是键值对的可变的 个容器。

data = {key:value,key:value}

我们可以单纯理解，他的key是集合类型，而value是任意类型。

容器
元素必须键值对
键不重复，重复则会被覆盖

data = {"k1":1,"k1":2}
print(data) # {"k1":2}

无序（在Python3.6+字典就是有序了，之前的字典都是无序。）

但是，这里就算是有序了，也不能通过索引取值

data = {"k1":1,"k2":2}
print(data)

字典与元祖的存储原理相似，但是只对key做哈希处理

3.1 定义

# 两种定义模式
v1 = {}
v2 = dict()

# 案例
info = { 
    "age":12, 
    "status":True,  
    "name":"wupeiqi",   
    "hobby":['篮球','足球']  
}

字典中对键值得要求：

键：必须可哈希。目前为止学到的可哈希的类型：int/bool/str/tuple；不可哈希的类型：list/set/dict。（集合）
值：任意类型。

# 合法的定义
data_dict = {
	"武沛齐":29,
	 True:5,
	123:5,
    (11,22,33):["alex","eric"]
}
# 不合法的定义
v1 = {
    [1, 2, 3]: '周杰伦',
    "age" : 18
} 
v2 = {
    {1,2,3}: "哈哈哈",
    'name':"alex"
} 

v3 = {
    {"k1":123,"k2":456}: '呵呵呵',
    "age":999
}

注意：同样True会被当作1，所以会被覆盖掉

data_dict = {
    1: 29,
    True: 5 # 同样True会被当作1，所以会被覆盖掉
}
print(data_dict) # {1: 5}

一般在什么情况下会用到字典呢？

当我们想要表示一组固定信息时，用字典可以更加的直观，例如：

# 用户列表
user_list = [ ("alex","123"), ("admin","666") ]
...

# 用户列表
user_list = [ {"name":"alex","pwd":"123"}, {"name":"eric","pwd":"123"} ]

3.2 独有功能

3.2.1 获取值

get取值

info = { 
    "age":12, 
    "status":True, 
    "name":"武沛齐",
    "data":None
}

# get取值
data1 = info.get("name")
print(data1) # 输出：武沛齐
data2 = info.get("age")
print(data2) # 输出：12
data = info.get("email") # 键不存在，默认返回 None

查看键是否存在

info = { 
    "age":12, 
    "status":True, 
    "name":"武沛齐",
    "data":None
}

if data == None:
    print("此键不存在")
else:
    print(data)
if data: # 不存在则返回None，None == False
    print(data)
else:
    print("键不存在")
    
# 改进
## 判断info字典的键中是否存在email
if "email" in info: # 判断email是否存在于字典key中
    data = info.get("email")
    print(data)
else:
	print("不存在")
### 存在问题：如果字典中有"email":None的元素，则此判断不准确
## 改进
### 直接一步到位如果key="hobby"存在返回值value，不存在返回123
data = info.get("hobby",123)
print(data) # 输出：123

# 案例：
user_list = {
    "wupeiqi": "123",
    "alex": "uk87",
}
username = input("请输入用户名：")
password = input("请输入密码：")
# None，用户名不存在
# 密码，接下来比较密码
pwd = user_list.get(username)
if not pwd:
    print("用户名不存在")
else:
    if password == pwd:
        print("登录成功")
	else:
        print("密码错误")     
# 写代码的准则：简单的逻辑处理放在前面；复杂的逻辑放在后面。

3.2.2 获取所有的键

info = {"age":12, "status":True, "name":"wupeiqi","email":"xx@live.com"}

data = info.keys() # 获取所有的键

print(data) 
# 输出：
## py3 -> dict_keys(['age', 'status', 'name', 'email'])    
## py2 -> ['age', 'status', 'name', 'email']

注意：在Python2中字典.keys()直接获取到的是列表，而Python3中返回的是高仿列表，这个高仿的列表可以被循环显示。

ps：高仿的列表作用是缓存，他可以节省内存，具体方式在生成器篇章讲到

# 高仿列表转列表
result = list(data)

3.2.3 获取所有的值

info = {"age":12, "status":True, "name":"wupeiqi","email":"xx@live.com"}
data = info.values()
print(data) # 输出：dict_values([12, True, 'wupeiqi', 'xx@live.com'])

注意：与获取所有的键相同，在Python2中字典.values()直接获取到的是列表，而Python3中返回的是高仿列表，这个高仿的列表可以被循环显示。

3.2.4 获取所有的键值对

info = {"age":12, "status":True, "name":"wupeiqi","email":"xx@live.com"}
data = info.items()
print(data) 
# 输出 dict_items([ ('age', 12),  ('status', True),  ('name', 'wupeiqi'),  ('email', 'xx@live.com')  ])

# 可以使用for循环，获取直接拆分
# 方案1
for item in info.items():
    print(item[0],item[1]) # item是一个元组 (键，值)
# 方案2 -> 推荐
for key,value in info.items():
    print(key,value) # key代表键，value代表值，将兼职从元组中直接拆分出来了。

3.2.5 设置值

data = {
    "name": "武沛齐",
    "email": 'xxx@live.com'
}
data.setdefault("age", 18)
print(data)  # {'name': '武沛齐', 'email': 'xxx@live.com', 'age': 18}
# key不存在，则添加，key存在则不改变value
data.setdefault("name", "alex")
print(data)  # {'name': '武沛齐', 'email': 'xxx@live.com', 'age': 18}

3.2.6 更新字典键值对

info = {"age":12, "status":True}
info.update( {"age":14,"name":"武沛齐"} )   
# info中没有的键直接添加；有的键则更新值
print(info) # 输出：{"age":14, "status":True,"name":"武沛齐"}

3.2.7 移除指定键值对

info = {"age":12, "status":True,"name":"武沛齐"}
data = info.pop("age")
# 移除掉的同时会将值传递给data
print(info) # {"status":True,"name":"武沛齐"}
print(data) # 12

3.2.8 按照顺序移除（后进先出）

py3.6后，popitem移除最后的值。
py3.6之前，popitem随机删除。

info = {"age":12, "status":True,"name":"武沛齐"}
data = info.popitem() # 移除掉最后的值，将被移除的值组成元组
# ("name","武沛齐" ) -> data

print(info) # {"age":12, "status":True}
print(data) # ("name","武沛齐")

3.3 公共功能

3.3.1 求`并集`（Python3.9新加入）

v1 = {"k1": 1, "k2": 2}
v2 = {"k2": 22, "k3": 33}

v3 = v1 | v2
print(v3) # {'k1': 1, 'k2': 22, 'k3': 33}

3.3.2 长度

info = {"age":12, "status":True,"name":"武沛齐"}
data = len(info)
print(data) # 输出：3

3.3.3 是否包含

判断是否在key里面

info = { "age":12,  "status":True,"name":"武沛齐" }
v1 = "age" in info # 判断是否在key里面
print(v1)
v2 = "age" in info.keys()
print(v2)

判断是否在value里面

info = {"age":12, "status":True,"name":"武沛齐"}
v1 = "武佩奇" in info.values()
print(v1)

判断键值对是否在字典里

info = {"age": 12, "status": True, "name": "武沛齐"}
v1 = ("age", 12) in info.items()
print(v1)

# 输出info.items()获取到的 dict_items([ ('age', 12),  ('status', True),  ('name', 'wupeiqi'),  ('email', 'xx@live.com')  ])

3.3.4 索引（键）

就算是有序了，也不支持0,1,2进行取值

字典不同于元组和列表，字典的索引是键，而列表和元组则是 0、1、2等数值 。

info = { "age":12,  "status":True, "name":"武沛齐"}
print( info["age"] )  	    # 输出：12
print( info["name"] )		# 输出：武沛齐
print( info["status"] )	    # 输出：True
print( info["xxxx"] )   	# 报错，不存在会报错
# 通过get取值时，键不存在会报错（以后项目开发时建议使用get方法根据键去获取值）
value = info.get("xxxxx") # None
print(value)

3.3.5 根据键修改值和添加值和删除键值对

上述示例通过键可以找到字典中的值，通过键也可以对字典进行添加和更新操作

增、改

# 增、改为一体
# 原值没有则新增，存在则修改

# 增
info = {"age":12, "status":True,"name":"武沛齐"}
info["gender"] = "男"
print(info) # 输出： {"age":12, "status":True,"name":"武沛齐","gender":"男"}

# 改
info = {"age":12, "status":True,"name":"武沛齐"}
info["age"] = "18" 
print(info) # 输出： {"age":"18", "status":True,"name":"武沛齐"}

删除

info = {"age":12, "status":True,"name":"武沛齐"}
# 删除info字典中键为age的那个键值对（键不存在则报错）
del info["age"]  
# 删除info字典中键为status的那个键值对（键不存在则报错）
data = info.pop("status") # 但是pop可以取值
print(info) # 输出： {"name":"武沛齐"}
print(data) # True

3.3.6 for循环

由于字典也属于是容器，内部可以包含多个键值对，可以通过循环对其中的：键、值、键值进行循环；

# 循环取键
# 方案1 -> 默认取出就是键
info = {"age":12, "status":True,"name":"武沛齐"}
for item in info:
	print(item)  # 默认是所有键
# 方案2
info = {"age":12, "status":True,"name":"武沛齐"}
for item in info.key():
	print(item)
  
# 循环取值
info = {"age":12, "status":True,"name":"武沛齐"}
for item in info.values():
	print(item)

# 循环取键值对
info = {"age":12, "status":True,"name":"武沛齐"}
for key,value in info.items():
	print(key,value)

3.4 转换

只有成对的列表和元组才能转换为字典

# 转换时要求成对存放
v = dict( [ ("k1", "v1"), ["k2", "v2"] ] )
v = dict( ( ("k1", "v1"), ["k2", "v2"] ) ) 
# 可以是列表也可以是元组
print(v) # { "k1":"v1", "k2":"v2" }

元组取出则是伪列表

info = { "age":12, "status":True, "name":"武沛齐" }
v1 = list(info)        # ["age","status","name"]
# 伪列表转列表需要使用list
v2 = list(info.keys()) # ["age","status","name"]
v3 = list(info.values()) # [12,True,"武沛齐"]
v4 = list(info.items()) # [ ("age",12), ("status",True), ("name","武沛齐") ]

3.5 其他

3.5.1 速度快

# 通过值查找键是否在字典内非常快
info = {
    "alex":["肝胆","铁锤"], 
	"老男孩":["二蛋","缺货"]
}
for "alex" in info:
    print("在"）
          
# 通过键取值非常快 
info = {
    "alex":["肝胆","铁锤"], 
	"老男孩":["二蛋","缺货"]
}
v1 = info["alex"]
v2 = info.get("alex")

3.5.2 嵌套

字典的键必须可哈希（list/set/dict不可哈希）。

info = {
    (11,22):123
}

# 错误 -> 和集合一样，无论是否嵌套，key内的值都必须可哈希
info = {
    (11,[11,22,],22):"alex"
}

字典的值可以是任意类型。

info = {
    "k1":{12,3,5},
	"k2":{"xx":"x1"}
}

字典的键和集合的元素在遇到布尔值和 1、0 时，需注意重复的情况。

4 浮点型（float）

浮点型，一般在开发中用于表示小数。

关于浮点型的其他知识点如下：

在类型转换时需要，在浮点型转换为整型时，会将小数部分去掉。
```
v1 = 3.14 
data = int(v1)
print(data) # 3
```

想要保留小数点后N位

v1 = 3.1415926
result = round(v1,3) # 会完成四舍五入
print(result) # 3.142

注意：浮点型的坑（所有语言都有）

0.1+0.2到底等于多少？

我们使用python2进行一下计算，可以感觉到，和我们的认知有一点点的差距！

总所周知，计算机中小数使用浮点型表示的，浮点型在计算机中存储同样需要转换为二进制表示，整数部分直接采用二进制即可，小数部分则采用了一种特殊的处理办法。

我们以39.29为例，整数部分直接取二进制100111，小数部分则如上图所示，把小数部分乘以2，如果小于0，则取数字为0，大于0则取数字1，将整数部分抛弃，继续取小数部分，直到该数字刚好等于1为止。然后将数字进行排列，就是他的二进制表示了。

不过在这中间很可能会导致小数部分循环(最后一行与第三行)，导致数字不可能取完。

把39.29转换为二进制，还需要将二进制转为科学技术法，就是将小数点向左移动5位，即2的5次方：

假如：浮点型，整数部分为0，则需要小数点则需要右移

0.0010111 -> 1.0111 * 2的负三次方

然后这里以浮点型的单精度为例(32位，双精度64位),将数据填入内存中，还有1位正副位，和8位科学技术法的指令位，只有23位是真正存储数据的，而超过23位的部分，计算机就只能选择丢弃，所以导致精度有限。

在项目中如果遇到精确的小数计算应该怎么办？

# python提供了一个库叫做decimal，可以做精准运算
import decimal

v1 = decimal.Decimal("0.1")
v2 = decimal.Decimal("0.2")
v3 = v1 + v2
print(v3) # 0.3

posted @ 2023-02-26 22:25 kinghtxg 阅读(16) 评论(0) 编辑收藏举报

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