5、Python的数据结构（列表、元组、字典）

Python一共有三大数据结构，是Python进行数据分析的基础，分别是元组（tuple），列表（list），字典（dict）。

本篇主要介绍列表和元组，其中还会加入索引、切片、列表元素进行添加，删除，更改、一维数组、多为数组等知识。

1、列表：

列表也称为数组，是一个有序的集合，用方括号表示，列表有一维，也有多维的。

列表

列表里的数据类型没有限定，可以是整数、浮点数也可以是字符串，或者是混合类型的数据。

列表可以直接用特定的函数（如sum、len等）：

列表的运算

sum是求和，len是统计列表中的元素个数。

1.1索引

上述列举的函数是对整体的列表元素进行计算的，如果我们只想针对单一的元素呢？比如查找？这里就要用到数组的特性，索引了。

索引是用来指示数据所在位置的逻辑指针，数组的索引就是元素所在的序列位置。

索引

由图中我们可以知道索引的位置是从0开始的，这个是Python里默认的设置，也就是说第一个元素是num[0]，而num[2]表示的是第三个元素。

索引还可以从最后一个数字开始索引，其只要用负数来表示就可以。

负数索引

负数索引是从-1开始计算的，所以num[-2]表示的是倒数第二个元素。

1.2切片

索引选取的是单个元素，那如果我们想要筛选出多个元素要怎么处理呢？

在Python中我们是用：来表示切片的（也就是选取范围）。

切片

切片筛选的时候，左边是闭区间，右边是开区间，因此选取的的时候并不包括右边的数字位置的元素。

其中[0:]表示从第一个元素开始到最后一个元素，[:5]表示从第一个元素开始到第五个元素。

负数表示的话，[-1:]表示从最后一个元素，[:-1]表示从第一个元素开始到最后一个元素。

列表的增加和删除

以上所说的是列表的查询，那么如果要对列表进行元素的添加、删除和更改要怎么做呢？

这里就需要用到函数了（函数的具体内容后续会介绍，这边先了解几个）。

insert函数

insert函数表示插入数值，有两个参数，第一个表示位置，第二个表示插入的值。

增加元素

append函数

append函数是直接在列表的末尾添加上元素，在迭代和循环时应用较多。

append函数

pop函数

pop函数可以用来选择删除特定位置的函数，没有选择位置的话默认的是删除最后一个元素。

pop函数

元素的更改

元素的更改直接重新赋值就可以，无需使用到函数

更改元素

以上所讲的都是关于一维列表，那么如果是多为的要怎么处理呢？比如现在有一份人员名单，要求包含有姓名、年龄、性别三个信息，要怎么应用列表来表示呢？

这时候我们就要想要多维的列表（也称为多维数组）了，而且有两种方法可以进行处理。

方法一 方法二

其中方法二会更加的直观，也更加的不容易出错，后续的操作也更加的简便。

有上述例子可以看出，其实多维列表就是在列表之内再嵌套列表，上述例子表示的是一个3*3的列表（数组）。

多维数组还可以进行多级选择，多级选择只需要在加一次索引就可以了。

多级选择

快速创建多维数组

如果要创建一个3*4的数组，那么只需要进行如下操作：

创建多维数组

在操作的过程中要记得不能忘了加中括号。

这样的方法创建的多维数组进行索引元素赋值时会出现错误。

索引元素赋值

这个是因为在list = [row]*4的操作中，只是创建3个指向row的引用，可以简单的理解成四个数组是一体的，一旦其中一个改变，所有的都会改变。

比较稳妥的方法是直接定义多维数组，或者用循环间接定义。

多维数组是一个很重要的概念，它也能直接表示成矩阵，是很多算法和分析的基础。

元组

元组和列表（数组）很相似，不过是用圆括号进行表示的，而且元组的元素不能修改。

元组

元组在选择（索引、切片）很列表都是一样的，这边就不重复介绍了，只要重点记住元组是不可更改的就可以。