python 数据类型和数据容器

python数据类型主要分为以下七大类：
Numbers（数字） Boolean（布尔） String（字符串） List（列表） Tuple（元组） Dictionary（字典） Set（集合）

Python 的七个标准数据类型中：
不可变数据类型（4 个）：Number（数字）、Boolean（布尔）、String（字符串）、Tuple（元组）；
可变数据类型（3 个）：List（列表）、Dictionary（字典）、Set（集合）。

其中，以下几个也叫做数据容器：
列表（list）、元组（tuple）、字符串（str）、集合（set，frozenset）、字典（dict）

1、数字类型（Numbers）
python的数字类型包括：
int（长整型） float（浮点型） complex（复数）

2、布尔类型（Boolean）
布尔类型是与逻辑相关一种数据类型，只有两个值：True(真)与False(假)

其中布尔类型值可以相加，但一旦相加，类型就会转换为int类型

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a = True
b = False
print(a + b)   # 结果为1 

3、字符串类型
3.1、字符串特点
不可变性： 字符串是不可变的，一旦创建，就不能直接修改其中的字符。
有序性： 字符串中的字符是有序排列的，可以通过索引访问和操作字符。

3.2、字符串常用操作

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# 定义两个字符串
char1 = "abc145f"
char2 = "hg37ftg"

# 1、索引
print(char2[2])   # 结果是3，索引下标是从0开始

# 2、切片
print(char2[2:6:2])  # 结果是3f，切片格式为[起始下标:结束下标:步长]

# 3、字符串拼接， 
  # 使用 + 运算符进行字符串拼接
  print(char2 + char1)   # hg37ftgabc145f

  # 使用join 进行拼接
  print(','.join(char2))  # h,g,3,7,f,t,g
  
# 这里注意join 和 + 的区别:
join() 可以将元素按照分隔符「拼接」成新的字符串
格式：
string.join(iterable)
参数iterable：必选,必须是可迭代对象，只能传一个参数,参数可以是字符串，列表，元组，字典。

join() 和+都可以拼接字符串，但 join() 的拼接「效率」比+要快很多：
首先，字符串是「不可变」的，拼接字符串得开辟新的内存空间，用来存储拼接后的字符串。

+ 在拼接字符串时，会先开辟内存空间，把拼接后的字符串放进去，每一个 + 都会开辟一次内存空间。

join() 拼接字符串时，会提前算好需要开辟多大的空间，然后申请内存，把拼接后的字符串放进去，无论拼接多少字符串，都只开辟一次内存空间。

# 4、len()： 获取字符串的长度。

# 5、upper() 和 lower()： 将字符串转换为大写或小写。
char1.upper()
char1.lower()

# 6、replace()： 替换子字符串
print(char2.replace('hg', 'gh')) # gh37ftg

7、字符串还提供了 split()、find()、startwith()、endwith()等方法
  

4、列表类型（list）
4.1、列表特点
有序性：列表的中的元素是有序排列的，可以通过索引访问和凑在哦元素
可变性：列表是可变的，可以通过索引直接修改元素的值
支持混合数据类型：同一个列表中可以包含不同的数据类型

4.2、列表常用操作

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# 定义一个列表
my_list = [1, 3, 'a', 'b', True]

# 1、添加元素
  # append()：在列表末尾 添加一个元素
  my_list.append(7)
  print(my_list)   # [1, 3, 'a', 'b', True, 7]
  # extend()：合并两个列表
  my_list.append([7, 'c'])
  print(my_list + [7, 'c'])  # + 拼接两个列表
  print(my_list)  # [1, 3, 'a', 'b', True, 7, 'c']
  # insert()：在指定位置添加元素
  my_list.insert(2, 'd')
  print(my_list)  # [1, 3, 'd', 'a', 'b', True]

# 2、删除元素
  # remove()：删除第一个匹配到的元素
  my_list.remove('a')
  print(my_list)   # [1, 3, 'b', True]
  # pop()：删除并返回指定位置的元素，如果不传索引参数，默认是删除最后一个元素
  result = my_list.pop(3)
  print(my_list)  # [1, 3, 'a', True]
  print(result)   # b

# 3、索引和切片
print(my_list[2])   # 结果是a，索引下标从0开始
print(my_list[:3])  # [1, 3, 'a']，切片格式为[起始下标:结束下标:步长]，起始下标可以不写，默认从0开始，步长也可以不写，默认为1

# 4、查找元素在列表中第一个匹配位置的下表
print(my_list.index('b'))   # 结果是3

# 5、count()统计元素在列表中出现的次数

# 6、反转列表中的元素
my_list.reverse()
print(my_list)   # [True, 'b', 'a', 3, 1]

# 7、sort()对列表中元素进行排序，注意排序时列表中元素类型要相同，否则会报错
my_list.sort()
print(my_list)   # TypeError: '<' not supported between instances of 'str' and 'int'

5、元组类型（tuple）

5.1、元组特点
有序性：列表的中的元素是有序排列的，可以通过索引访问元素
不可变性：元组是不可变的，一旦创建，就不能通过索引直接修改元素的值
支持混合数据类型：同一个列表中可以包含不同的数据类型

5.2、元素常用操作
元组常用操作与列表类似，但有一些关键的区别需要注意：

• 元组是不可变的，不能进行修改、添加和删除操作
• 性能优势：在不需要改变元素的情况下，元组性能优于列表
• 作为字典键：元组因为不可变，所以可以作为字典键，而列表不可以
• 解包操作：元组还支持解包操作，例如变量赋值
  my_tuple = (1, 2, 3)
  a, b, c = my_tuple
  注意解包赋值时元组元素的数量必须和变量的数量一致，否则会报错

6、集合（set、frozenset）
6.1、集合特点

• 无序性：集合中的元素都是无序排列的，不能通过索引访问和操作下标值
• 不重复性：集合中的元素是唯一的，不允许重复*
• 集合分为可变集合(set)和不可变集合(frozenset)

6.2、集合常用操作

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# my_set = {1, 2, 'a', 'b'}

# 1、添加元素
# add() 向集合中添加单个元素
my_set.add(4)
print(my_set)  # {1, 2, 4, 'a', 'b'}

# update(iterable) 向集合中添加多个元素，参数必须传入可迭代对象，如元组、列表等，如果是字典，只会把key加入到集合中
my_set.update({
    "name": "小明",
    "age": 22
})
print(my_set)  # {'a', 1, 2, 'name', 'age', 'b'}

# 2、删除元素
# remove() 删除指定元素，如果元素不存在，会报错KeyError
my_set.remove('a')
print(my_set)   # {1, 2, 'b'}
# discard()  删除指定元素，如果元素不存在，不会报错KeyError
my_set.discard('a')
print(my_set)  # {1, 2, 'b'}
# pop() 没有参数，会随机删除并返回一个元素，如果元素不存在，会报错KeyError
my_set.pop()
print(my_set)

注意：创建空集合只能通过set()方式，例如my_set = set(),不能通过my_set = {} ，这是字典

7、字典（dict）
7.1、字典特性

• 无序性：字典是无需的
• 可变性：字典是可变的，用于存储键值对

7.2、字典常用操作

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my_dict = {
    'name': '小明',
    'age': 22
}

# 1、获取和修改键对应的值
# 获取值
my_dict['name]  # 如果键不存在会报错
my_dict.get('name')   # 如果键不存在不会报错

# 修改值
my_dict['name'] = '小兰'

# 2、添加和删除键值对
my_dict['gender'] = '男'
del my_dict['gender']

# 3、update()方法
# update()方法用于将一个字典的内容更新到另一个字典中
dict1 = {'a': 1, 'b': 2}
dict2 = {'b': 3, 'c': 4}

dict1.update(dict2)
print(dict1)  # 输出: {'a': 1, 'b': 3, 'c': 4}

注意：从Python 3.9开始，update()方法还可以接受关键字参数来更新字典，这种方式更加灵活。
dict1 = {'a': 1, 'b': 2}
dict1.update(c=5, d=6)
print(dict1)  # 输出: {'a': 1, 'b': 2, 'c': 5, 'd': 6}


# 其他常用方法
keys()：返回字典中所有的键
values()：返回字典中所有的值
items()：返回字典中所有键值对