### 第5章 列表、元组和字典
#### 一、列表概述
列表是Python中最常用的数据结构之一，能够存储不同类型的数据项，并且这些数据项是有序的。列表的特点是可以动态改变长度，即可以在运行过程中随意地添加或删除元素。
**示例**:
```python
A = [1, 'xiaoWang', 'a', [2, 'b']]
```
在这个例子中，`A` 是一个包含多种类型元素的列表：整数、字符串以及另一个列表。列表中的元素可以通过索引访问，索引是从0开始的。例如：
```python
B = ['xiaoWang', 'xiaoZhang', 'xiaoHua']
print(B[0]) # 输出 'xiaoWang'
print(B[1]) # 输出 'xiaoZhang'
```
#### 二、列表的循环遍历
列表可以通过循环来遍历其所有元素，常用的循环方式有两种：`for` 循环和 `while` 循环。
**1. 使用 `for` 循环遍历列表**
```python
namesList = ['xiaoWang', 'xiaoZhang', 'xiaoHua']
for name in namesList:
print(name)
```
**2. 使用 `while` 循环遍历列表**
```python
namesList = ['xiaoWang', 'xiaoZhang', 'xiaoHua']
length = len(namesList)
i = 0
while i < length:
print(namesList[i])
i += 1
```
#### 三、列表的常见操作
列表提供了多种操作方法，如增删改查等。
**1. 在列表中增加元素**
- **使用 `append` 方法**：向列表末尾添加单个元素。
- **使用 `extend` 方法**：将另一个列表的所有元素追加到当前列表中。
- **使用 `insert` 方法**：在指定位置插入元素。
**示例**:
```python
my_list = [1, 2, 3]
my_list.append(4) # 结果: [1, 2, 3, 4]
my_list.extend([5, 6]) # 结果: [1, 2, 3, 4, 5, 6]
my_list.insert(2, 10) # 结果: [1, 2, 10, 3, 4, 5, 6]
```
**2. 在列表中查找元素**
- **使用 `in` 关键字**：判断元素是否存在于列表中。
- **使用 `not in` 关键字**：判断元素是否不存在于列表中。
**示例**:
```python
my_list = ['apple', 'banana', 'orange']
if 'banana' in my_list:
print('存在')
else:
print('不存在')
if 'grape' not in my_list:
print('不存在')
else:
print('存在')
```
**3. 修改列表中的元素**
修改列表中的元素非常简单，只需要通过索引访问并重新赋值即可。
**示例**:
```python
my_list = ['xiaoWang', 'xiaoZhang', 'xiaoHua']
my_list[1] = 'xiaoLu'
print(my_list) # 输出: ['xiaoWang', 'xiaoLu', 'xiaoHua']
```
**4. 删除列表中的元素**
- **使用 `del` 语句**：按索引删除元素。
- **使用 `pop` 方法**：移除列表中的一个元素（默认最后一个），并且返回该元素的值。
- **使用 `remove` 方法**：按值删除元素。
**示例**:
```python
my_list = [1, 2, 3, 4, 5]
del my_list[0] # 删除第一个元素
my_list.pop() # 删除最后一个元素
my_list.remove(3) # 删除值为3的元素
```
**5. 列表排序**
- **使用 `sort` 方法**：对列表元素进行排序。
- **使用 `reverse` 方法**：反转列表元素的顺序。
**示例**:
```python
my_list = [3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6, 5, 3, 5]
my_list.sort()
print(my_list) # 输出: [1, 1, 2, 3, 3, 4, 5, 5, 5, 6, 9]
my_list.reverse()
print(my_list) # 输出: [9, 6, 5, 5, 5, 4, 3, 3, 2, 1, 1]
```
#### 四、列表的嵌套
列表的嵌套是指在一个列表中包含另一个列表作为其元素。这种结构非常适合用来表示多层级关系的数据。
**示例**:
```python
schoolNames = [
['北京大学', '清华大学'],
['南开大学', '天津大学', '天津师范大学'],
['山东大学', '中国海洋大学']
]
```
可以使用多重索引来访问嵌套列表中的元素。
#### 五、元组
元组与列表类似，但元组的元素一旦定义后就不能修改。元组使用小括号来定义。
**示例**:
```python
tup1 = ('physics', 'chemistry', 1997, 2000)
tup2 = (1, 2, 3, 4, 5)
tup3 = "a", "b", "c", "d"
```
**1. 访问元组中的元素**
与列表类似，可以通过索引访问元组中的元素。
**示例**:
```python
tuple = ('hello', 100, 4.5)
print(tuple[0]) # 输出: hello
print(tuple[1]) # 输出: 100
print(tuple[2]) # 输出: 4.5
```
**2. 遍历元组**
可以使用 `for` 循环来遍历元组中的所有元素。
**示例**:
```python
a_tuple = (1, 2, 3, 4, 5)
for num in a_tuple:
print(num, end=" ")
```
#### 六、字典
字典是另一种常用的数据结构，用于存储键值对。字典中的每一个元素都由键和值组成。
**示例**:
```python
info = {'name': '班长', 'id': 100, 'sex': 'f', 'address': '北京'}
```
**1. 根据键访问字典中的值**
可以使用键来访问字典中的值。
**示例**:
```python
info = {'name': '班长', 'id': 100, 'sex': 'f', 'address': '北京'}
print(info['name']) # 输出: 班长
print(info['address']) # 输出: 北京
```
**2. 使用 `get` 方法安全地访问字典中的值**
当不确定字典中是否存在某个键时，可以使用 `get` 方法来避免程序出错。
**示例**:
```python
info = {'name': '班长', 'id': 100}
print(info.get('name')) # 输出: 班长
print(info.get('age', 20)) # 输出: 20 （默认值）
```
通过以上内容的学习，我们可以了解到列表、元组和字典在Python中的基本用法及常见操作。这些数据结构是编程中不可或缺的一部分，掌握它们对于编写高效、可读性强的代码至关重要。
