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Python入门：7.Pythond的内置容器

news 2025/6/28 9:52:20

引言

Python 提供了强大的内置容器（container）类型，用于存储和操作数据。容器是 Python 数据结构的核心部分，理解它们对于写出高效、可读的代码至关重要。在这篇博客中，我们将详细介绍 Python 的五种主要内置容器：字符串（str）、列表（list）、元组（tuple）、字典（dict）和集合（set）。

一、容器的概念

容器是用来存储多个数据的对象。在 Python 中，容器根据数据是否有序、是否可变、是否重复等特性被划分为多种类型。主要包括以下几类：

字符串（str）：存储字符编码值，不可变，序列。
列表（list）：存储变量，可变，序列。
元组（tuple）：存储变量，不可变，序列。
字典（dict）：存储键值对，可变，散列，键不能重复且不可变。
集合（set）：存储键，可变，无序且不重复。

二、内置容器的详细解析

1. 字符串（String，str）

字符串是一种不可变的有序字符序列。

常用方法表格：

方法名	描述
`len(s)`	返回字符串的长度
`s.lower()`	转换为小写
`s.upper()`	转换为大写
`s.strip()`	去除两端的空格或指定字符
`s.split()`	根据指定分隔符拆分字符串
`s.join(t)`	用字符串连接可迭代对象的元素
`s.replace(a, b)`	替换字符串中的子串 a 为 b

示例代码：

text = " Hello, Python! "# 基本操作
print(len(text))        # 输出: 15
print(text.strip())     # 输出: Hello, Python!
print(text.lower())     # 输出:  hello, python!# 分割与连接
words = text.strip().split(", ")
print(words)            # 输出: ['Hello', 'Python!']
joined = "-".join(words)
print(joined)           # 输出: Hello-Python!

2. 列表（List）

列表是一种有序、可变的容器，可以存储任意类型的对象。

常用方法表格：

方法名	描述
`len(lst)`	返回列表的长度
`lst.append(x)`	在列表末尾添加元素 x
`lst.insert(i, x)`	在索引 i 处插入元素 x
`lst.pop([i])`	删除并返回索引 i 处的元素（默认为末尾）
`lst.remove(x)`	删除第一个值为 x 的元素
`lst.sort()`	对列表进行排序（默认升序）
`lst.reverse()`	将列表反转

示例代码：

fruits = ['apple', 'banana', 'cherry']# 添加和删除元素
fruits.append('orange')
print(fruits)             # 输出: ['apple', 'banana', 'cherry', 'orange']
fruits.remove('banana')
print(fruits)             # 输出: ['apple', 'cherry', 'orange']# 索引与排序
fruits.insert(1, 'grape')
print(fruits)             # 输出: ['apple', 'grape', 'cherry', 'orange']
fruits.sort()
print(fruits)             # 输出: ['apple', 'cherry', 'grape', 'orange']

3. 元组（Tuple）

元组是一种有序、不可变的容器。

常用方法表格：

方法名	描述
`len(tpl)`	返回元组的长度
`tpl.index(x)`	返回元素 x 的第一个索引
`tpl.count(x)`	返回元素 x 出现的次数

示例代码：

coordinates = (10, 20, 30, 20)# 元组操作
print(len(coordinates))      # 输出: 4
print(coordinates.index(20)) # 输出: 1
print(coordinates.count(20)) # 输出: 2

4. 字典（Dictionary，dict）

字典是一种无序的键值对（key-value pair）容器。

常用方法表格：

方法名	描述
`len(d)`	返回字典中键值对的数量
`d[k]`	返回键 k 对应的值
`d.clear()`	清空字典中的所有键值对
`d.get(k[, default])`	返回键 k 对应的值，如果不存在返回默认值
`d.keys()`	返回字典的所有键
`d.values()`	返回字典的所有值
`d.items()`	返回字典的所有键值对
`d.pop(k)`	删除并返回键 k 对应的值

示例代码：

person = {'name': 'Alice', 'age': 25, 'city': 'New York'}# 基本操作
print(len(person))           # 输出: 3
print(person.get('name'))    # 输出: Alice# 修改和删除
person['age'] = 30
person.pop('city')
print(person)                # 输出: {'name': 'Alice', 'age': 30}# 遍历
for key, value in person.items():print(f"{key}: {value}")

5. 集合（Set）

集合是一种无序、不重复元素的容器。

常用方法表格：

方法名	描述
`len(s)`	返回集合的大小
`s.add(x)`	向集合添加元素 x
`s.remove(x)`	从集合中删除元素 x
`s.union(t)`	返回两个集合的并集
`s.intersection(t)`	返回两个集合的交集
`s.difference(t)`	返回两个集合的差集

示例代码：

A = {1, 2, 3}
B = {3, 4, 5}# 集合操作
print(A.union(B))           # 输出: {1, 2, 3, 4, 5}
print(A.intersection(B))    # 输出: {3}
print(A.difference(B))      # 输出: {1, 2}# 添加和删除元素
A.add(6)
A.remove(2)
print(A)                    # 输出: {1, 3, 6}

三、容器间的相互转换

Python 的容器可以相互转换，这使得它们在不同场景下非常灵活。

# 列表转集合
unique_items = set([1, 2, 2, 3])# 集合转列表
items = list(unique_items)# 列表转字典
pairs = [('a', 1), ('b', 2)]
d = dict(pairs)

四、总结

选择合适的容器是编程的关键：

需要有序数据并允许重复？使用列表。
数据不变且需要有序？使用元组。
需要快速查找数据？使用字典或集合。
需要唯一值集合且无序？使用集合。

容器类型	特点	是否可变	是否有序	是否允许重复
字符串（str）	存储字符编码值	不可变	有序	允许
列表（list）	存储变量	可变	有序	允许
元组（tuple）	存储变量	不可变	有序	允许
字典（dict）	存储键值对	可变	无序	不适用（键唯一）
集合（set）	存储键	可变	无序	不允许