算術(shù)運(yùn)算符

算術(shù)運(yùn)算

• + 加
• - 減
• * 乘
• / 除
• % 取模（相除后的余數(shù)）
• ** 取冪（注意 ^ 并不執(zhí)行該運(yùn)算，你可能在其他語(yǔ)言中見過(guò)這種情形）
• // 相除后向下取整到最接近的整數(shù)

備注: 可以使用 科學(xué)記數(shù)法來(lái)定義很大的數(shù)字暴区。4.445e8 等于 4.445 * 10 ** 8剪菱，也就是 444500000.0萍倡。

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變量I

mv_population = 74728
mv_population 是變量膝昆，負(fù)責(zé)存儲(chǔ) 74728 的值以清。該表達(dá)式將右側(cè)的項(xiàng)目賦值給左側(cè)的名稱泡躯，實(shí)際上和數(shù)學(xué)等式有所不同贮竟，因?yàn)?code>74728 不存儲(chǔ) mv_population 的值。

在任何情況下较剃，無(wú)論左側(cè)項(xiàng)是什么咕别，在賦值后，都是右側(cè)值的變量名稱写穴。一旦將變量值賦值給變量名稱惰拱，你便可以通過(guò)該名稱訪問(wèn)這個(gè)值。

更改變量
更改變量會(huì)如何影響到用該變量定義的另一個(gè)變量啊送？我們來(lái)看一個(gè)示例偿短。

這是關(guān)于山景城人口和人口密度的原始數(shù)據(jù)。

>>> mv_population = 74728
>>> mv_area = 11.995
>>> mv_density = mv_population/mv_area

現(xiàn)在我們重新定義 mv_population 變量：

（注意：后續(xù)代碼跟在上面三行代碼后面删掀，而非重新開始）

>>> mv_population = 75000

??思考一下上方的代碼翔冀，下面的表達(dá)式輸出會(huì)是什么？

>>> print(int(mv_density))    

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??正確答案是 int(mv_density)的值沒(méi)有變化披泪。它依然是 6229纤子。

因?yàn)楫?dāng)變量被賦值時(shí)，賦給了右側(cè)的表達(dá)式的值，而不是表達(dá)式本身控硼。在下面的行中：

>>> mv_density = mv_population/mv_area

Python 實(shí)際上計(jì)算了右側(cè)表達(dá)式 mv_population/mv_area 的結(jié)果泽论，然后將變量 mv_density 賦為該表達(dá)式的值。它立即忘記該公式卡乾，僅將結(jié)果保存到變量中翼悴。

考慮到 mv_population 的變化，為了更新 mv_density 的值幔妨。我們需要再次運(yùn)行下面這行：

>>> mv_density = mv_population/mv_area
>>> print(int(mv_density))    
6252

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變量II

以下兩個(gè)表達(dá)式在賦值方面是對(duì)等的：

x = 3
y = 4
z = 5

以及

x, y, z = 3, 4, 5

但是鹦赎，在大多數(shù)情況下，上面的表達(dá)式并不是很好的賦值方式误堡，因?yàn)樽兞棵Q應(yīng)該要能夠描述所存儲(chǔ)的值古话。

除了要設(shè)定具有描述性的變量名稱之外，在 Python 中命名變量時(shí)锁施，還需要注意以下幾個(gè)事項(xiàng)：

1. 只能在變量名稱中使用常規(guī)字母陪踩、數(shù)字和下劃線。不能包含空格悉抵，并且需要以字母或下劃線開頭肩狂。

2. 不能使用保留字或內(nèi)置標(biāo)識(shí)符，它們?cè)?Python 中具有重要含義姥饰，你將在整個(gè)這門課程中學(xué)到這些知識(shí)傻谁。python 保留字列表請(qǐng)參閱此處。創(chuàng)建對(duì)值清晰描述的名稱可以幫助你避免使用這些保留字媳否。下面是這些保留字的簡(jiǎn)要表格栅螟。

image.png

3. 在 python 中荆秦，變量名稱的命名方式是全部使用小寫字母篱竭，并用下劃線區(qū)分單詞。

正確

my_height = 58
my_lat = 40
my_long = 105

錯(cuò)誤

my height = 58
MYLONG = 40
MyLat = 105

雖然最后兩個(gè)在 python 中可以運(yùn)行步绸，但是它們并不是在 python 中命名變量的推薦方式掺逼。我們命名變量的方式稱之為snake case，因?yàn)槲覀冇?strong>下劃線連接單詞瓤介。
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賦值運(yùn)算符

還可以按照類似的方式使用 *=吕喘，但是與下方所示的運(yùn)算符相比不太常見。

image.png

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整數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)

數(shù)字值可以用到兩種 python 數(shù)據(jù)類型：

• int - 表示整數(shù)值
• float - 表示小數(shù)或浮點(diǎn)數(shù)值

通過(guò)以下語(yǔ)法創(chuàng)建具有某個(gè)數(shù)據(jù)類型的值：

x = int(4.7)   # x is now an integer 4
y = float(4)   # y is now a float of 4.0

使用函數(shù) type 檢查數(shù)據(jù)類型：

>>> print(type(x))
int
>>> print(type(y))
float

因?yàn)?0.1 的浮點(diǎn)數(shù)（或近似值）實(shí)際上比 0.1 稍微大些刑桑，當(dāng)我們將好幾個(gè)這樣的值相加時(shí)氯质，可以看出在數(shù)學(xué)上正確的答案與 Python 生成的答案之間有區(qū)別。

>>> print(.1 + .1 + .1 == .3)
False

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PEP8 指南

• 示例1:

正確

print(4 + 5)

錯(cuò)誤

print(                       4 + 5)

?

• 示例2:

正確

  print(3 * 7)  

錯(cuò)誤

  print( 3 * 7 )

?

• 示例3:

正確

print(3*7 - 1)

錯(cuò)誤

print(3 * 7 - 1) 

如何遵守標(biāo)準(zhǔn)樣式指南使代碼更容易閱讀祠斧，并且在團(tuán)隊(duì)內(nèi)的不同開發(fā)者之間保持一致闻察。要了解所有的最佳做法，請(qǐng)參閱 PEP8 指南

異常

異常是代碼運(yùn)行時(shí)發(fā)生的問(wèn)題，而語(yǔ)法錯(cuò)誤是 Python 在運(yùn)行代碼之前檢查代碼時(shí)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題辕漂。要了解詳情呢灶，請(qǐng)參閱關(guān)于錯(cuò)誤和異常的 Python 教程頁(yè)面。

布爾型運(yùn)算符钉嘹、比較運(yùn)算符和邏輯運(yùn)算符

布爾數(shù)據(jù)類型存儲(chǔ)的是值 True 或 False鸯乃，通常分別表示為 1 或0。

通常有 6 個(gè)比較運(yùn)算符會(huì)獲得布爾值：

比較運(yùn)算符

邏輯運(yùn)算符

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字符串

定義字符串

在 python 中跋涣，字符串的變量類型顯示為str缨睡。使用雙引號(hào)"或單引號(hào)'定義字符串。如果你要?jiǎng)?chuàng)建的字符串包含其中一種引號(hào)陈辱，你需要確保代碼不會(huì)出錯(cuò)宏蛉。

>>> my_string = 'this is a string!'
>>> my_string2 = "this is also a string!!!"

你還可以在字符串中使用 \，以包含其中一種引號(hào)：

>>> this_string = 'Simon\'s skateboard is in the garage.'
>>> print(this_string)
Simon's skateboard is in the garage.

如果不使用 \性置，注意我們遇到了以下錯(cuò)誤：

>>> this_string = 'Simon's skateboard is in the garage.'
  File "<ipython-input-20-e80562c2a290>", line 1
    this_string = 'Simon's skateboard is in the garage.'
                         ^
SyntaxError: invalid syntax

字符串連接

>>> first_word = 'Hello'
>>> second_word = 'There'
>>> print(first_word + second_word)

HelloThere

>>> print(first_word + ' ' + second_word)

Hello There

>>> print(first_word * 5)

HelloHelloHelloHelloHello

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類型和類型轉(zhuǎn)換

四種數(shù)據(jù)類型：

1.整型
2.浮點(diǎn)型
3.布爾型
4.字符串

>>> print(type(4))
int
>>> print(type(3.7))
float
>>> print(type('this'))
str
>>> print(type(True))
bool

可以更改變量類型以執(zhí)行各種不同的操作拾并。例如

# ex1
In [1]: "0" + "5"
Out[1]: '05'
# ex2
In [2]: 0 + 5
Out[2]: 5

# ex3
In [3]: "0" + 5
---->  "0" + 5
TypeError: must be str, not int

因此要讓ex3正確執(zhí)行, 需要將字符0轉(zhuǎn)換為整型

#ex3
In [3]: int("0") + 5
Out[3]: 5

同理, 對(duì)于數(shù)字也可以通過(guò)str()進(jìn)行轉(zhuǎn)換, 來(lái)執(zhí)行字符串操作.

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字符串方法

方法就像某些已經(jīng)見過(guò)的函數(shù)：

1.len("this")
2.type(12)
3.print("Hello world")
上述三項(xiàng)都是函數(shù)。注意鹏浅，它們使用了小括號(hào)并接受一個(gè)參數(shù)嗅义。

type 和print 函數(shù)可以接收字符串、浮點(diǎn)型隐砸、整型和很多其他數(shù)據(jù)類型的參數(shù)之碗，函數(shù) len 也可以接受多種不同數(shù)據(jù)類型的參數(shù)

下圖顯示了任何字符串都可以使用的方法。

image.png

每個(gè)方法都接受字符串本身作為該方法的第一個(gè)參數(shù)季希。但是褪那，它們還可以接收其他參數(shù)。

>>> my_string = 'rick sanchez'
>>> my_string.islower()
True
>>> my_string.count('a')
1
>>> my_string.find('a')
6
>>> my_string.split()
['rick', 'sanchez']

其他方法

string.replace('old_char','new_char')`
string.capitalize() #一句話中第一個(gè)字母大寫

要詳細(xì)了解字符串和字符串方法式塌，請(qǐng)參閱字符串方法文檔博敬。

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列表

創(chuàng)建列表

使用方括號(hào)創(chuàng)建列表。列表可以包含任何數(shù)據(jù)類型并且可以混合到一起峰尝。

lst_of_random_things = [1, 3.4, 'a string', True]

這是一個(gè)包含 4 個(gè)元素的類別偏窝。

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獲取元素

在 python 中，所有有序容器（例如列表）的起始索引都是 0武学。因此祭往，要從上述列表中獲取第一個(gè)值，我們可以編寫以下代碼：

>>> lst_of_random_things[0]
1

似乎你可以使用以下代碼獲取最后一個(gè)元素火窒，但實(shí)際上不可行：

>>> lst_of_random_things[len(lst_of_random_things)] 
---------------------------------------------------------------------------
IndexError                                Traceback (most recent call last)
<ipython-input-34-f88b03e5c60e> in <module>()
----> 1 list[len(list)]

IndexError: list index out of range

但是硼补，你可以通過(guò)使索引減一獲取最后一個(gè)元素。因此，你可以執(zhí)行以下操作：

>>> lst_of_random_things[len(lst_of_random_things) - 1] 
True

此外，你可以使用負(fù)數(shù)從列表的末尾開始編制索引提佣，其中 -1 表示最后一個(gè)元素裙椭，-2 表示倒數(shù)第二個(gè)元素踪古，等等指郁。

>>> lst_of_random_things[-1] 
True
>>> lst_of_random_things[-2] 
a string

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列表切片

使用切片功能從列表中提取多個(gè)值丈屹。在使用切片功能時(shí)罗售，務(wù)必注意乱豆，下限索引包含在內(nèi)奖恰，上限索引排除在外。

因此：

>>> lst_of_random_things = [1, 3.4, 'a string', True]
>>> lst_of_random_things[1:2]
[3.4]

僅返回列表中的 3.4宛裕。

注意瑟啃，這與單個(gè)元素索引依然不同，因?yàn)槟阃ㄟ^(guò)這種索引獲得了一個(gè)列表揩尸。冒號(hào)表示從冒號(hào)左側(cè)的起始值開始蛹屿，到右側(cè)的元素（不含）結(jié)束。

如果你要從列表的開頭開始岩榆，也可以省略起始值错负。

>>> lst_of_random_things[:2]
[1, 3.4]

或者你要返回到列表結(jié)尾的所有值，可以忽略最后一個(gè)元素勇边。

>>> lst_of_random_things[1:]
[3.4, 'a string', True]

這種索引和字符串索引完全一樣犹撒，返回的值將是字符串。

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成員運(yùn)算符

可以使用 in 和 not in 返回一個(gè)布爾值粒褒，表示某個(gè)元素是否存在于列表中识颊，或者某個(gè)字符串是否為另一個(gè)字符串的子字符串。

>>> 'this' in 'this is a string'
True
>>> 'in' in 'this is a string'
True
>>> 'isa' in 'this is a string'
False
>>> 5 not in [1, 2, 3, 4, 6]
True
>>> 5 in [1, 2, 3, 4, 6]
False

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可變性和順序

可變性是指對(duì)象創(chuàng)建完畢后奕坟，是否可以更改該對(duì)象祥款。如果對(duì)象（例如列表或字符串）可以更改，則是可變的月杉。但是刃跛，如果無(wú)法更改對(duì)象以創(chuàng)建全新的對(duì)象（例如字符串），則該對(duì)象是不可變的沙合。

>>> my_lst = [1, 2, 3, 4, 5]
>>> my_lst[0] = 'one'
>>> print(my_lst)
['one', 2, 3, 4, 5]

正如上述代碼所顯示的奠伪，你可以將上述列表中的 1 替換為 'one。這是因?yàn)椋?strong>列表是可變的首懈。

但是，以下代碼不可行：

>>> greeting = "Hello there"
>>> greeting[0] = 'M'

這是因?yàn)椋?strong>字符串是不可變的谨敛。意味著如果要更改該字符串究履，你需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)全新的字符串。

對(duì)于你要使用的每種數(shù)據(jù)類型脸狸，你都需要注意兩個(gè)事項(xiàng)：

• 可變嗎最仑？
• 有序嗎藐俺？

字符串和列表都是有序的。
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列表方法

• len()返回列表中的元素?cái)?shù)量泥彤。
• max() 返回列表中的最大元素欲芹。最大元素的判斷依據(jù)是列表中的對(duì)象類型。
  數(shù)字列表中的最大元素是最大的數(shù)字吟吝。
  字符串列表中的最大元素是按照字母順序排序時(shí)排在最后一位的元素菱父。
  因?yàn)?max() 函數(shù)的定義依據(jù)是大于比較運(yùn)算符。如果列表包含不同的無(wú)法比較類型的元素剑逃，則 max() 的結(jié)果是 undefined浙宜。
• min() 返回列表中的最小元素。它是 max() 函數(shù)的對(duì)立面蛹磺，返回列表中的最小元素粟瞬。
• sorted() 返回一個(gè)從最小到最大排序的列表副本，并使原始列表保持不變萤捆。

join 方法
Join 是一個(gè)字符串方法裙品，將字符串列表作為參數(shù)，并返回一個(gè)由列表元素組成并由分隔符字符串分隔的字符串俗或。

new_str = "\n".join(["fore", "aft", "starboard", "port"])
print(new_str)

輸出:

fore
aft
starboard
port

在此示例中清酥，我們使用字符串 "\n"作為分隔符，以便每個(gè)元素之間都有一個(gè)換行符蕴侣。我們還可以在 .join 中使用其他字符串作為分隔符焰轻。以下代碼使用的是連字符。

name = "-".join(["García", "O'Kelly"])
print(name)

輸出:

García-O'Kelly

請(qǐng)務(wù)必注意昆雀，用英文逗號(hào) (,) 將要連接的列表中的每項(xiàng)分隔開來(lái)辱志。忘記分隔的話，不會(huì)觸發(fā)錯(cuò)誤狞膘，但是會(huì)產(chǎn)生意外的結(jié)果揩懒。

append 方法
實(shí)用方法 append 會(huì)將元素添加到列表末尾。

letters = ['a', 'b', 'c', 'd']
letters.append('z')
print(letters)

輸出:

['a', 'b', 'c', 'd', 'z']

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元組

元組是另一個(gè)實(shí)用容器挽封。它是一種不可變有序元素?cái)?shù)據(jù)類型已球。通常用來(lái)存儲(chǔ)相關(guān)的信息。

定義元組

location = (13.4125, 103.866667)
length, width, height = 52, 40, 100

在定義元組時(shí)辅愿，小括號(hào)是可選的智亮，如果小括號(hào)并沒(méi)有對(duì)解釋代碼有影響，程序員經(jīng)常會(huì)忽略小括號(hào)点待。

元組索引

元組和列表相似阔蛉，它們都存儲(chǔ)一個(gè)有序的對(duì)象集合，并且可以通過(guò)索引訪問(wèn)這些對(duì)象癞埠。但是與列表不同的是状原，元組不可變聋呢，你無(wú)法向元組中添加項(xiàng)目或從中刪除項(xiàng)目，或者直接對(duì)元組排序颠区。

元組解包

dimensions = 52, 40, 100
length, width, height = dimensions
print("The dimensions are {} x {} x {}".format(length, width, height))

在第二行削锰，我們根據(jù)元組 dimensions 的內(nèi)容為三個(gè)變量賦了值。這叫做元組解包毕莱。你可以通過(guò)元組解包將元組中的信息賦值給多個(gè)變量器贩，而不用逐個(gè)訪問(wèn)這些信息，并創(chuàng)建多個(gè)賦值語(yǔ)句央串。

如果我們不需要直接使用 dimensions磨澡，可以將這兩行代碼簡(jiǎn)寫為一行，一次性為三個(gè)變量賦值质和！

length, width, height = 52, 40, 100
print("The dimensions are {} x {} x {}".format(length, width, height))

可變性&有序性總結(jié)

image.png

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集合

集合是一個(gè)包含唯一元素的可變無(wú)序集合數(shù)據(jù)類型稳摄。集合的一個(gè)用途是快速刪除列表中的重復(fù)項(xiàng)。

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定義集合

#method 1
numbers = [1, 2, 6, 3, 1, 1, 6]
unique_nums = set(numbers)

#method 2
fruit = {"apple", "banana", "orange", "grapefruit"} 

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集合方法

集合和列表一樣支持in 運(yùn)算符饲宿。和列表相似厦酬，你可以使用 add 方法將元素添加到集合中，并使用 pop 方法刪除元素瘫想。但是仗阅，當(dāng)你從集合中拿出元素時(shí)，會(huì)隨機(jī)刪除一個(gè)元素国夜。注意和列表不同减噪，集合是無(wú)序的，因此沒(méi)有“最后一個(gè)元素”车吹。

fruit = {"apple", "banana", "orange", "grapefruit"}  # define a set

print("watermelon" in fruit)  # check for element

fruit.add("watermelon")  # add an element
print(fruit)

print(fruit.pop())  # remove a random element
print(fruit)\

輸出結(jié)果為：

False
{'grapefruit', 'orange', 'watermelon', 'banana', 'apple'}
grapefruit
{'orange', 'watermelon', 'banana', 'apple'}

可以對(duì)集合執(zhí)行的其他操作包括可以對(duì)數(shù)學(xué)集合執(zhí)行的操作筹裕。可以對(duì)集合輕松地執(zhí)行 union窄驹、intersection 和 difference 等方法朝卒，并且與其他容器相比，速度快了很多乐埠。

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字典

字典是可變數(shù)據(jù)類型抗斤，其中存儲(chǔ)的是唯一鍵到值的映射。下面是存儲(chǔ)元素和相應(yīng)原子序數(shù)的字典丈咐。

elements = {"hydrogen": 1, "helium": 2, "carbon": 6}

?

創(chuàng)建字典

字典的鍵可以是任何不可變類型瑞眼，例如整數(shù)或元組，而不僅僅是字符串扯罐。甚至每個(gè)鍵都不一定要是相同的類型负拟！

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查詢字典

• 使用方括號(hào)并在括號(hào)里放入鍵，查詢字典中的值或向字典中插入新值歹河。

print(elements["helium"])  # print the value mapped to "helium"
elements["lithium"] = 3  # insert "lithium" with a value of 3 into the dictionary

• 可以像檢查某個(gè)值是否在列表或集合中一樣掩浙，使用關(guān)鍵字 in檢查值是否在字典中。

• get 會(huì)在字典中查詢值秸歧，但是和方括號(hào)不同厨姚，如果沒(méi)有找到鍵，get 會(huì)返回 None（或者你所選的默認(rèn)值）键菱。

print("carbon" in elements)
print(elements.get("dilithium"))

輸出結(jié)果為：

True
None

Carbon 位于該字典中谬墙，因此輸出 True。Dilithium 不在字典中经备，因此 get 返回 None拭抬，然后系統(tǒng)輸出 None。如果你預(yù)計(jì)查詢有時(shí)候會(huì)失敗侵蒙，get 可能比普通的方括號(hào)查詢更合適造虎，因?yàn)殄e(cuò)誤可能會(huì)使程序崩潰。

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插入新值

使用方括號(hào)并在括號(hào)里放入鍵, 對(duì)其進(jìn)行賦值.

week = {}
week['Monday'] = 1

刪除值

del(week['Monday'] )

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恒等運(yùn)算符

你可以使用運(yùn)算符 is 檢查某個(gè)鍵是否返回了 None纷闺∷阍洌或者使用 is not 檢查是否沒(méi)有返回 None。

n = elements.get("dilithium")
print(n is None)
print(n is not None)

會(huì)輸出：

True
False

思考: 以下代碼的輸出是什么犁功？

a = [1, 2, 3]
b = a
c = [1, 2, 3]

print(a == b)
print(a is b)
print(a == c)
print(a is c)

結(jié)果應(yīng)該為:

True
True
True
False

解析: 列表 a 和列表 b 是對(duì)等和相同的氓轰。列表 c 等同于 a（因此等同于 b），因?yàn)樗鼈兙哂邢嗤膬?nèi)容浸卦。但是 a 和 c（同樣 b 也是）指向兩個(gè)不同的對(duì)象署鸡，即它們不是相同的對(duì)象。這就是檢查是否相等與恒等的區(qū)別限嫌。

復(fù)合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

我們可以在其他容器中包含容器靴庆，以創(chuàng)建復(fù)合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。例如萤皂，下面的字典將鍵映射到也是字典的值撒穷！

elements = {"hydrogen": {"number": 1,
                         "weight": 1.00794,
                         "symbol": "H"},
              "helium": {"number": 2,
                         "weight": 4.002602,
                         "symbol": "He"}}

我們可以如下所示地訪問(wèn)這個(gè)嵌套字典中的元素。

helium = elements["helium"]  # get the helium dictionary
hydrogen_weight = elements["hydrogen"]["weight"]  # get hydrogen's weight

練習(xí)

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