寫在前面
數據容器時指一種可存儲多個元素的Python數據類型诬辈，主要包含list(列表)、tuple(元組)屿笼、str(字符串)牲距、set(集合)、dict(字典)魄健。
一、列表
9.1.1 列表定義
定義新的列表：
變量名稱 = [元素1, 元素2, 元素3, 元素4, ....]
定義空列表:
變量名稱 = []
變量名稱 = list()
9.1.2 嵌套列表
列表中的元素比較靈活，可以均互不相同：
# 可以發(fā)現(xiàn)茵臭，下面列表的三個元素均不同
bioinformatic = [2023, 'Biomamba',True]
print(type(bioinformatic))
# 這意味著列表里可以"套"列表，稱為嵌套列表
## <class 'list'>
bioinformatic = [2023, 'Biomamba',True,[2023, 'subBiomamba',True]]
print(type(bioinformatic))
## <class 'list'>
9.1.3 列表下標索引
列表中元素的索引有些反人類舅世，第一個元素的索引編號為0旦委，第二個索引編號為1，一次類推雏亚，可用list[索引編號的方式取出]
bioinformatic = [2023, 'Biomamba',True]
print(bioinformatic[0])
## 2023
print(bioinformatic[1])
## Biomamba
print(bioinformatic[2])
## True
不僅可以正著數缨硝，列表索引還支持倒著數，最后一個元素的索引為-1罢低，倒數第二個的索引為-2查辩，依次類推：
bioinformatic = [2023, 'Biomamba',True]
print(bioinformatic[-1])
## True
print(bioinformatic[-2])
## Biomamba
print(bioinformatic[-3])
## 2023
那么問題來了，嵌套的索引如何取出元素呢：
# 取出subBiomamba這個元素
bioinformatic = [2023, 'Biomamba',True,[2023, 'subBiomamba',True]]
print(bioinformatic[3][1])
# 倒著韧帧：
## subBiomamba
print(bioinformatic[-1][-2])
## subBiomamba
記得索引不要超出范圍宜岛，否則會報錯list index out of range：
9.1.4 list中的方法與操作
list.index(元素) 該方法可以根據元素的內容找出元素在列表中對應的下標：
bioinformatic = [2023, 'Biomamba',True,[2023, 'subBiomamba',True]]
bioinformatic.index('Biomamba')
#返回了`Biomamba`字符所在的正向索引：
## 1
# 若查找的元素不存在，則會報錯：
bioinformatic.index('Bioinformatics')
ValueError: ‘Bioinformatics’ is not in list
修改已有元素值
bioinformatic[1] = "我是一個修改后的元素"
print(bioinformatic)
# 可以看到bioinformatic這個列表中索引1對應的元素已被替換：
## [2023, '我是一個修改后的元素', True, [2023, 'subBiomamba', True]]
插入新元素
bioinformatic.insert(1,'新插入的元素')
print(bioinformatic)
# 可以看到元素被插入索引1的位置功舀，后面的元素被依次推后
## [2023, '新插入的元素', '我是一個修改后的元素', True, [2023, 'subBiomamba', True]]
追加元素
# 如果像R語言那樣輸入一個不存在的索引去追加萍倡，就會出現(xiàn)如下報錯
bioinformatic[6] = '我是一個追加的元素'
IndexError: list assignment index out of range
# 通過append方法可以做到我們設想的追加功能：
bioinformatic.append('我是一個追加的元素')
print(bioinformatic)
# 只能寫入尾部
## [2023, '新插入的元素', '我是一個修改后的元素', True, [2023, 'subBiomamba', True], '我是一個追加的元素']
追加多個元素
list.append的方式只能向尾部添加單個字面量，而list.extend可以直接把其它數據容器中的內容整個取出辟汰，依次追加到列表尾部：
new_list = [1,2,3]
print(new_list)
## [1, 2, 3]
bioinformatic.extend(new_list)
print(bioinformatic)
## [2023, '新插入的元素', '我是一個修改后的元素', True, [2023, 'subBiomamba', True], '我是一個追加的元素', 1, 2, 3]
元素刪除
# 方式一
# del 列表[下標]
print(bioinformatic)
## [2023, '新插入的元素', '我是一個修改后的元素', True, [2023, 'subBiomamba', True], '我是一個追加的元素', 1, 2, 3]
del bioinformatic[-1]
print(bioinformatic)
## [2023, '新插入的元素', '我是一個修改后的元素', True, [2023, 'subBiomamba', True], '我是一個追加的元素', 1, 2]
# 方式二
# 列表.pop(下標)
print(bioinformatic)
## [2023, '新插入的元素', '我是一個修改后的元素', True, [2023, 'subBiomamba', True], '我是一個追加的元素', 1, 2]
bioinformatic.pop(-1)
## 2
print(bioinformatic)
## [2023, '新插入的元素', '我是一個修改后的元素', True, [2023, 'subBiomamba', True], '我是一個追加的元素', 1]
# pop方法的實質是從列表中取出對應元素列敲，因此，pop方法可以返回對應的值：print(bioinformatic)
## [2023, '新插入的元素', '我是一個修改后的元素', True, [2023, 'subBiomamba', True], '我是一個追加的元素', 1]
my_value = bioinformatic.pop(-1)
print(my_value)
## 1
# 方式3 list.remove()
new_list = ['num_1','num_2','num_3','num_1','num_4']
new_list.remove('num_1')
print(new_list)
# 可以看出remove方法通過給定內容帖汞，在列表中正序檢索戴而，刪除對應的元素
## ['num_2', 'num_3', 'num_1', 'num_4']
列表清空
print(new_list)
## ['num_2', 'num_3', 'num_1', 'num_4']
new_list.clear()
print(new_list)
## []
統(tǒng)計某一內容在列表中的數量
new_list = ['Biomamba','bioinformatics','Biomamba','Biomamba']
new_list.count('Biomamba')
## 3
統(tǒng)計列表中元素數量
len(new_list)
## 4
9.1.5 遍歷列表
由于列表的索引結構，我們可以讓列表的索引與循環(huán)發(fā)生一些交互：
while循環(huán)：
my_list = ['Biomamba_1','Biomamba_2','Biommaba_3']
temp_num = 0
while temp_num < len(my_list):
print(f"這是list中的第{temp_num+1}個元素翩蘸，它的索引為:{temp_num},它的值為{my_list[temp_num]}")
temp_num += 1
## 這是list中的第1個元素所意，它的索引為:0,它的值為Biomamba_1
## 這是list中的第2個元素，它的索引為:1,它的值為Biomamba_2
## 這是list中的第3個元素，它的索引為:2,它的值為Biommaba_3
for循環(huán)
my_list = ['Biomamba_1','Biomamba_2','Biommaba_3']
for temp_ele in my_list:
print(f"這是list中的第{my_list.index(temp_ele)+1}個元素扁眯，它的索引值為：{my_list.index(temp_ele)+1},它的值為{temp_ele}")
temp_num += 1
## 這是list中的第1個元素壮莹，它的索引值為：1,它的值為Biomamba_1
## 這是list中的第2個元素，它的索引值為：2,它的值為Biomamba_2
## 這是list中的第3個元素姻檀，它的索引值為：3,它的值為Biommaba_3
二命满、元組
9.2.1 元組的定義格式
元組與列表一樣，是可封裝多個绣版、不同類型的元素的數據容器胶台。但元組一旦定義，便不可修改杂抽、不可修改诈唬、不可修改(重說三)。
元組的定義方法主要有以下幾種方式：
定義元組字面量
(元素,元素,元素,…,元素,)
('Biomamba',2023,'bioinformatic')
## ('Biomamba', 2023, 'bioinformatic')
定義元組變量
變量名 = (元素,元素,元素,…,元素,)
my_tuple = ('Biomamba',2023,'bioinformatic')
print(my_tuple)
## ('Biomamba', 2023, 'bioinformatic')
定義空元組
變量名稱 = () 變量名稱 = tuple()
print(tuple())
## ()
print(type(tuple()))
## <class 'tuple'>
單元素元組
單元素的元組需要在元素后加上一個”,“缩麸，否則默認為字串類型
# 不加逗號
print(type(('Biomamba')))
# 加上一個逗號
## <class 'str'>
print(type(('Biomamba',)))
## <class 'tuple'>
9.2.2 元組元素索引
無需過多介紹铸磅，與列表的索引使用方法基本一致，甚至各類方法也一致：
my_tuple = ('Biomamba',2023,'Biomamba','bioinformatic')
print(my_tuple[0])
## Biomamba
print(my_tuple[-1])
## bioinformatic
print(my_tuple.index('Biomamba'))
## 0
print(my_tuple.count('Biomamba'))
## 2
9.2.3 元組修改
# 簡單元素的元組不可修改
my_tuple = ('Biomamba',2023,'Biomamba','bioinformatic')
my_tuple[0] = '我是一個修改后的數據'
---------------------------------------------------------------------------
TypeError Traceback (most recent call last)
Cell In[292], line 3
1 # 簡單元素的元組不可修改
2 my_tuple = ('Biomamba',2023,'Biomamba','bioinformatic')
----> 3 my_tuple[0] = '我是一個修改后的數據'
TypeError: 'tuple' object does not support item assignment
# 當元組里有列表內容時：
my_tuple = ('Biomamba',2023,'Biomamba','bioinformatic',['subBiomamba',2023,'subBiomamba','subbioinformatic'])
# 可以進行修改
my_tuple[-1][1] = "我是一個修改后的數據"
print(my_tuple[-1][1] )
三杭朱、字符串
字符串是字符的容器阅仔，一個字符串可以存放任意數量的字符(只要內存夠大，字符串長度就可繼續(xù)增加)
9.3.1 字符串格式化
字符串格式化的內容我們在5.1.2中已經提前詳細介紹過弧械，此處不再重復
9.3.2 字符串索引
注意字符串的索引為對應字節(jié)的索引八酒，而非”單詞”的索引，例如：
my_chr = 'I am Biomamba'
print(my_chr[0])
## I
print(my_chr[2])
## a
print(my_chr[-1])
## a
print(f"注意刃唐，空格也占一個字節(jié)：這里有一個空格：{my_chr[1]}羞迷。")
## 注意，空格也占一個字節(jié)：這里有一個空格：画饥。
# 各類方法也依舊可以使用：
print(my_chr.index('a'))
# 也支持多個字符的檢索
## 2
print(my_chr.index('Biomamba'))
# 返回的索引是多字符的起始索引
## 5
9.3.3 字符串替換
字符串有一個list與tuple不具備的方法：.replace衔瓮。顧名思義，這一方法可以做字符串的替換:
# 當元組里有列表內容時：
my_tuple = ('Biomamba',2023,'Biomamba','bioinformatic',['subBiomamba',2023,'subBiomamba','subbioinformatic'])
# 可以進行修改
my_tuple[-1][1] = "我是一個修改后的數據"
print(my_tuple[-1][1] )
print(new_mychr)
# 可以看出荒澡，原本的字符串并沒有發(fā)生改變
# 即.replace并不是修改原字符串报辱，而是替換原字符串內容后輸出了一個新的字符串
## I am the autuor of this tutorial
9.3.4 字符串分割
通過.split(分隔符)可以對字符串進行分割，分隔后的數據類型為list
# 例如這里我有三段話单山，我希望通過句號來分割。
my_chr = 'I am Biomamba. I am the autuor of this tutorial. Today is Friday'
split_result = my_chr.split('.')
print(split_result)
## ['I am Biomamba', ' I am the autuor of this tutorial', ' Today is Friday']
print(type(split_result))
# 分割后的結果為返回的list
## <class 'list'>
9.3.5 字符串規(guī)整操作
用于去除字符串中的一些字符幅疼，語法:
字符串.strip(字符)
# 不傳入任何參數米奸，既是去除字符串首尾空格以及換行符
my_chr = ' I am Biomamba '
print(my_chr)
## I am Biomamba
print(my_chr.strip())
# 空格本來就是隱藏的，不太能看出來
# 大家可以通過下面的縮進體會：
## I am Biomamba
my_chr = 'I am Biomamba'
print(my_chr)
## I am Biomamba
my_chr = 'I am Biomamba'
print(my_chr)
## I am Biomamba
9.3.6 統(tǒng)計字符串出現(xiàn)次數
my_chr = 'I am Biomamba'print(my_chr.count('am'))# 這時輸入字符作為一個整體用于字數統(tǒng)計
## 2
9.3.7 字符串個數(長度)統(tǒng)計
len('I am Biomamba')
## 13
9.3.8 字符串遍歷
與此前其它數據容器的操作方法類似：
my_chr = 'I am Biomamba'
for temp_chr in my_chr:
print(f"{temp_chr}是字符串的第{my_chr.index(temp_chr)}個字符")
## I是字符串的第0個字符
## 是字符串的第1個字符
## a是字符串的第2個字符
## m是字符串的第3個字符
## 是字符串的第1個字符
## B是字符串的第5個字符
## i是字符串的第6個字符
## o是字符串的第7個字符
## m是字符串的第3個字符
## a是字符串的第2個字符
## m是字符串的第3個字符
## b是字符串的第11個字符
## a是字符串的第2個字符
四爽篷、序列及序列切片
序列為內容連續(xù)悴晰、有序、可使用下標索引的一類數據容器。我們此前介紹的列表铡溪、元組漂辐、字符串均屬于序列。
序列切片：從一個序列中取出一個子序列棕硫，序列切片的操作并不會影響序列本身髓涯，而是得到一個新的序列。語法為：
序列[起始下標:結束下標:步長]
若起始下標留空視為從頭開始哈扮，若結束下標留空視作截取到結尾纬纪，步長為依次取元素的間隔，若步長省略則視為1滑肉。注意包各，取出的內容不包含結束下標本身
my_chr = ['num_1','num_2','num_3','num_4','num_5','num_6','num_7','num_8','num_9']print(my_chr[1:4]) # 省略步長#
這樣用起來還是跟R語言非常類似的
# 但是不包含索引4本身，即實際取的索引為1靶庙、2问畅、3
## ['num_2', 'num_3', 'num_4']
# 來一個究極省略的，省略起始下標六荒、結束下標护姆、步長：
print(my_chr[:])
# 這時整個序列會被輸出
## ['num_1', 'num_2', 'num_3', 'num_4', 'num_5', 'num_6', 'num_7', 'num_8', 'num_9']
# 省略起始步長為3切片print(my_chr[::3])
## ['num_1', 'num_4', 'num_7']
# 在1到6個索引中以步長為2進行切片
print(my_chr[0:5:2])
## ['num_1', 'num_3', 'num_5']
# 反向切片也支持
print(my_chr[-1:-6:-2])
# 步長也需要為負數
# 那么給出的結果順序為原序列的倒序
## ['num_9', 'num_7', 'num_5']
五、集合
集合(set)是一個無序的不重復元素恬吕。而此前介紹的列表签则、元組均是有序且可出現(xiàn)重復元素的。由于集合的無序性铐料，自然也就不支持通過下標索引進行訪問渐裂。但集合支持修改。
9.5.1 定義集合
定義集合字面量
{元素,元素,元素,...,元素}
定義集合變量
變量名稱 = {元素,元素,元素,...,元素}
定義空集合
變量名稱 = set()
例如:
# 定義集合
my_set = {'Biomamba',2023,'Biomamba'}
print(my_set)
# 可以看到重復的'Biomamba'字樣被直接去除
## {'Biomamba', 2023}
9.5.2 集合修改
# 添加集合元素
my_set = {'Biomamba',2023,'Biomamba'}
my_set.add('Study Python') #沒有返回值钠惩，直接修改原集合
print(my_set)
# 可以看到Study Python被添加
## {'Biomamba', 'Study Python', 2023}
# 刪除集合元素
my_set = {'Biomamba',2023,'Biomamba'}
my_set.remove(2023)
print(my_set)
## {'Biomamba'}
9.5.3 取出集合元素
由于集合沒有下標索引柒凉，.pop也就沒有任何參數，只能隨機取出集合重的一個元素并給出返回值篓跛。
# 刪除集合元素
my_set = {'Biomamba',2023}
my_set.pop()
## 'Biomamba'
print(my_set)
## {2023}
9.5.4 清空集合
與各類序列的清空方法類似
my_set = {'Biomamba',2023}
my_set.clear()
print(my_set)
# 清空并不是刪除膝捞，還會存在一個空集合：
## set()
9.5.5 集合取差集
# 返回的結果是在my_set1中包含，但在my_set2中不包含的元素
my_set1 = {'Biomamba',2023,'Study Python'}
my_set2 = {'Biomamba',2023,'Study R'}
my_set3 = my_set1.difference(my_set2)
print(my_set3)
## {'Study Python'}
# 但對原集合本身的值無任何影響
print(my_set1)
## {'Biomamba', 'Study Python', 2023}
print(my_set2)
## {'Biomamba', 'Study R', 2023}
# 在集合1內愧沟，刪除與集合2相同的元素
my_set1 = {'Biomamba',2023,'Study Python'}
my_set2 = {'Biomamba',2023,'Study R'}
my_set1.difference_update(my_set2)
print(my_set1)
# 也就是把集合一直接變成上一步的差集蔬咬，但集合2不會發(fā)生變化
## {'Study Python'}
print(my_set2)
## {'Biomamba', 'Study R', 2023}
9.5.6 集合合并
my_set1 = {'Set1','Biomamba',2023,'Study Python'}
my_set2 = {'Set2','Biomamba',2023,'Study R'}
my_set3 = my_set1.union(my_set2)
print(my_set3)
## {'Biomamba', 'Set2', 2023, 'Set1', 'Study Python', 'Study R'}
9.5.7 統(tǒng)計集合元素數量
len(my_set3)
## 6
9.5.8 遍歷集合
由于集合不存在下標索引，那么while循環(huán)的方式無法應用于集合沐寺，但for循環(huán)依舊可以使用
# 利用for循環(huán)遍歷打印出集合內的元素
my_set = {'Set1','Biomamba',2023,'Study Python'}
for temp_set in my_set:
print(temp_set)
## Set1
## Biomamba
## Study Python
## 2023
六林艘、字典
字典是Python中的可變容器模型，且可存儲任意類型對象混坞。有些類似于哈希狐援，可以通過特定的鍵值(key)返回對應的內容(value)
字典的key和value可以是任意數據類型钢坦，但key不可為字典類型。
9.6.1 字典定義
字典的每個鍵值對key:value用冒號 : 分割啥酱，每個鍵值對之間用逗號 , 分割爹凹，整個字典包括在花括號 {} 中 ,格式如下所示：
d = {key1 : value1, key2 : value2 }
例如如下的字典:
mydict = {"name":"Biomamba","Date":2023,"major":"Bioinformatics"}
print(mydict)
## {'name': 'Biomamba', 'Date': 2023, 'major': 'Bioinformatics'}
定義空字典:
mydict = {}
print(mydict)
## {}
或者用函數定義空字典:
mydict = {}
print(mydict)
## {}
print(type(mydict))
## <class 'dict'>
字典會自動去除重復的key所在鍵值對:
mydict = {"name":"Biomamba","name":"Bioinformatic-base","Date":2023}print(mydict) # 可以看出保留的是最后一個重復的key對應的值
## {'name': 'Bioinformatic-base', 'Date': 2023}
9.6.2 字典值的獲取
字典也不支持下標索引，可以通過字典[key]獲取對應的值镶殷，例如：
mydict = {"name":"Biomamba","Date":2023,"major":"Bioinformatics"}
print(mydict["name"])
## Biomamba
9.6.3 字典嵌套
例如value可以是一個子字典:
mydict = {
'information':{
'language':'python',
'skill':'scRNA-Seq'},
'Date':{
'year':2023},
'month':5,
'Day':4}
print(mydict)
## {'information': {'language': 'python', 'skill': 'scRNA-Seq'}, 'Date': {'year': 2023}, 'month': 5, 'Day': 4}
# 獲取嵌套字典的內容禾酱，例如查詢information里的language對應的值：
print(mydict["information"]["language"])
## python
9.6.4 修改字典
新增元素
mydict = {"name":"Biomamba"}
print(mydict)
## {'name': 'Biomamba'}
mydict["Date"] = 2023
print(mydict) # 可以看出無需再賦值給原字典，也可以添加元素
## {'name': 'Biomamba', 'Date': 2023}
更新元素
由于字典的key無法重復批钠，因此對已存在的key執(zhí)行類似于添加的操作宇植，即可更新value值
mydict = {"name":"Biomamba","Date":2023}
print(mydict)
## {'name': 'Biomamba', 'Date': 2023}
mydict["Date"] = 2000
print(mydict) # 可以看出無需再賦值給原字典，也可以添加元素
## {'name': 'Biomamba', 'Date': 2000}
刪除同時取出元素
mydict = {"name":"Biomamba","Date":2023}
print(mydict)
## {'name': 'Biomamba', 'Date': 2023}
newdict = mydict.pop('Date')
print(mydict)
## {'name': 'Biomamba'}
print(newdict)
## 2023
清空字典
mydict = {"name":"Biomamba","Date":2023}
print(mydict)
## {'name': 'Biomamba', 'Date': 2023}
mydict.clear()
print(mydict)
## {}
獲取字典中全部的key
mydict = {"name":"Biomamba","Date":2023}
mykeys = mydict.keys()
print(mykeys)
## dict_keys(['name', 'Date'])
獲取字典的元素數量
mydict = {"name":"Biomamba","Date":2023}
len(mydict)
## 2
9.6.5 遍歷字典
通過獲得的key遍歷字典：
mydict = {"name":"Biomamba","Date":2023,"major":"Bioinformatics"}
for mytemp in mydict.keys():
print(f"鍵值{mytemp}對應的value為:{mydict[mytemp]}")
## 鍵值name對應的value為:Biomamba
## 鍵值Date對應的value為:2023
## 鍵值major對應的value為:Bioinformatics
直接用for循環(huán)遍歷字典埋心，獲得的臨時變量就是key值:
mydict = {"name":"Biomamba","Date":2023,"major":"Bioinformatics"}
for mytemp in mydict:
print(f"鍵值{mytemp}對應的value為:{mydict[mytemp]}")
## 鍵值name對應的value為:Biomamba
## 鍵值Date對應的value為:2023
## 鍵值major對應的value為:Bioinformatics
因為字典沒有下標索引指郁，因此無法直接用于while循環(huán)，若通過len來取key的值則有些低效且不優(yōu)雅:
mydict = {"name":"Biomamba","Date":2023,"major":"Bioinformatics"}
mylen = len(mydict)
print(mylen)
## 3
temp_len = 0
while temp_len < mylen:
print(f"鍵值{list(mydict.keys())[temp_len]}對應的value為:{mydict[list(mydict.keys())[temp_len]]}")
temp_len += 1
# 多寫了很多行
## 鍵值name對應的value為:Biomamba
## 鍵值Date對應的value為:2023
## 鍵值major對應的value為:Bioinformatics
七拷呆、總結
9.7.1 分類
是否支持下標索引:
支持: 列表闲坎、元組、字符串 - 序列類型
不支持：集合茬斧、字典 - 非序列類型
是否支持重復元素:
支持：列表腰懂、元組、字符串 - 序列類型
不支持：集合项秉、字典 - 非序列類型
是否可以修改：
支持：列表绣溜、集合、字典 - 序列類型
不支持：元組娄蔼、字符串 - 非序列類型
是否支持遍歷:
for循環(huán)：五類數據容器都支持
while循環(huán)：列表怖喻、元組、字符串支持岁诉，集合锚沸、字典無法直接參與while循環(huán)
9.7.2 通用操作
max()：得到最大的元素
min()：得到最小的元素
sorted(容器,[reverse = False])：ASCII碼升序排序
sorted(容器,[reverse = True])：ASCII碼降序排序
9.7.3 容器相互轉換
list(其它容器)
tuple(其它容器)
str(其它容器)
set(其它容器)
往期回顧
一文了解Python基礎：字面量、注釋涕癣、變量哗蜈、類型、運算符
如何聯(lián)系我們
公眾號后臺消息更新不及時坠韩，超過48h便不允許回復讀者消息距潘，這里給大家留一下領取資料、免費服務器(有root權限的共享服務器,注冊即送200￥)的微信號只搁，方便各位隨時交流绽昼、提建議(科研任務繁重，回復不及時請見諒)须蜗。此外呼聲一直很高的交流群也建好了，歡迎大家入群討論：永久免費的千人生信、科研交流群
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