使用字串

字串就是由零個或多個字元組成的序列。
下面程式碼介紹多種字串的函數

def main():
    str1 = 'hello, world!'
    print(len(str1))             # 計算字串的長度
    print(str1.capitalize())     # 字串第一個字母變大寫
    print(str1.upper())          # 將字串字母變大寫
    print(str1.find('or'))       # 從字串中找子字串所在位置
    print(str1.find('shit'))  
    print(str1.index('or'))      # 與 find 類似但找不到子字串時會異常
    print(str1.startswith('He')) # 判斷字串是否以指定的字串為開頭
    print(str1.startswith('hel'))  
    print(str1.endswith('!'))    # 判斷字串是否以指定的字串為結尾
    print(str1.center(50, '*')) # 將字串以指定的寬度置中並在兩側用指定的字元填滿
    print(str1.rjust(50, ' '))  # 將字串以指定的寬度靠右放置左側用指定的字元填滿

    str2 = 'abc123456'           
    print(str2[2])        # 從字串中取出指定位置的字元 (字串第一個元素為 str[0])

    # 字串切片 字串[起始值:結束值:間隔值(預設為 1 )] 
    # 起始值如果不填就代表由最前方開始，結束值如果不填就代表算到最後
    print(str2[2:5])             # 印出 str2[2] ~ str2[4] 的元素 
    print(str2[2:])              # 印出 str2[2] 後的所有元素
    print(str2[2::2])            # 印出 str2[2] 後間隔 2 的所有元素
    print(str2[::2])             # 印出從頭到尾間隔2的所有元素
    print(str2[::-1])            # 印出以尾為首開始的所有元素
    print(str2[-3:-1])           # 印出 str2[-3] ~ str2[-2] 的元素 
    print(str2.isdigit())        # 判斷字串是否由數字構成
    print(str2.isalpha())        # 判斷字串是否由字母構成  
    print(str2.isalnum())        # 判斷字串是否由數字和字母構成
    str3 = '  jackfrued@126.com  '
    print(str3)
    print(str3.strip())          # 將字串左右兩側空格刪除

if __name__ == '__main__':
    main()

除了字符串，還有其他數據結構，包括列表、元组、集合和字典。

使用列表 (list)

下面程式碼介紹如何定義列表、使用列表元素及添加和刪除元素。

def main():
    list1 = [1, 3, 5, 7, 100]
    print(list1)
    list2 = ['hello'] * 5 # 加入 5 個此元素置列表中
    print(list2)
    print(len(list1))     # 計算列表長度(元素個數)
    print(list1[0])       # 印出列表的指定位置的元素
    print(list1[4])
    # print(list1[5])     # 超出列表範圍會發生異常
    print(list1[-1])
    print(list1[-3])
    list1[2] = 300        # 將指定位置元素變為指定數據
    print(list1)
   
    list1.append(200)     # 添加此數據元素到列表中
    list1.insert(1, 400)  # 添加此數據元素到指定位置
    list1 += [1000, 2000] # 添加此數據元素到列表中
    print(list1)
    print(len(list1))     # 計算列表長度(元素個數)
    
    list1.remove(3)       # 刪除此數據元素
    if 1234 in list1:     # 判斷此數據元素是否在字串中
        list1.remove(1234)
    del list1[0]          # 刪除指定位置的元素
    print(list1)

    list1.clear()         # 清空列表元素   
    print(list1)

if __name__ == '__main__':
    main()

列表也可以做切片，可以對列表的複製或將列表中的一部分取出来創建新的列表。

def main():
    fruits = ['grape', 'apple', 'strawberry', 'waxberry']
    fruits += ['pitaya', 'pear', 'mango'] # 添加此元素到列表中

    for fruit in fruits:                  # 利用迴圈索引列表元素
        print(fruit.title(), end =' ')    # 印出索引的元素並將字首變為大寫
    print()
    
    fruits2 = fruits[1:4]   # 添加指定元素(fruits[1] ~ fruits[3])至新列表中
    print(fruits2)
    fruits3 = fruits[:]     # 可以透過完整切片来複製列表
    print(fruits3)
    fruits4 = fruits[-3:-1] # 添加指定元素(fruits[-3] ~ fruits[-2])至新列表中
    print(fruits4)
    fruits5 = fruits[::-1]  # 添加以尾為首開始的所有元素至新列表中
    print(fruits5)

if __name__ == '__main__':
    main()

列表排序

def main():
    list1 = ['orange', 'apple', 'zoo', 'internationalization', 'blueberry']
    # 利用 sorted 函數將列表排序，並且不會影響原列表
    list2 = sorted(list1)          
    # 利用 reverse 關鍵字反轉列表
    list3 = sorted(list1, reverse = True) 
    # 利用 key 關鍵字使列表根據字串長度進行排序
    list4 = sorted(list1, key = len)
    print(list1)
    print(list2)
    print(list3)
    print(list4)
    list1.sort(reverse = True) # 直接將原列表排序並反轉
    print(list1)

if __name__ == '__main__':
    main()

還可以使用列表的生成式語法創建列表。

import sys

def main():
    f = [x for x in range (1, 10)]        # 產生 1 ~ 9 的列表
    print(f)
    # 產生 x + y 的列表 (x 為 A ~ E，y 為 1 ~ 7))
    f = [x + y for x in 'ABCDE' for y in '1234567'] 
    print(f)
    # 用這種語法創建列表需要耗費較多的内存空間
    f = [x ** 2 for x in range (1, 10)]   # 產生 1 ~ 9 中每個數平方值的列表
    print(sys.getsizeof(f))              # 查看占用内存的字空間
    print(f)
    # 下面的程式碼創建的不是一個列表而是一個生成器
    # 通过生成器可以獲取到數據但它不占用額外的空間存儲數據
    # 每次需要數據時就通過内部的運算得到數據(需要花費額外的時間)
    f = (x ** 2 for x in range (1, 10))
    print(sys.getsizeof(f))              # 相比生成式生成器不占用空間
    for val in f:
        print(val, end = ' ')

if __name__ == '__main__':
    main()

還有另外一種定義生成器的方式，利用 yield 關鍵字將一個普通函數改造成生成器函數。
下面程式碼是斐波拉切數列的生成器。

def fib (n):
    a, b = 0, 1
    for _ in range (n):
        a, b = b, a + b
        yield a
def main():
    for val in fib (20):
        print(val)

if __name__ == '__main__':
    main()

使用元组 (tuple)

元組與列表類似，不同之處在於元組的元素不能修改。
把多個元素組合到一起就形成了一個元組，所以它和列表一樣可以保存多條數據。

def main(): 
    t = ('Andy',40 ,True ,'台北')   # 定義元組 
    print (t)
    print (t[0])                    # 印出元組中的元素
    print (t[3])
    for member in t:                # 索引元組中的值
        print(member, end = ' ')
    print()
     
    t = ('Amy', 20 , True , '台灣') # 變數 t 引用了新的元組，原來的元組將被取代
    print(t)
    person = list(t)                # 將元組轉換成列表 
    print(person)
    person[0] ='Alan'               # 列表是可以修改它的元素的 
    person[1] = 25 
    print(person)

    #將列表轉換成元組 
    fruits_list = ['apple', 'banana', 'orange'] 
    fruits_tuple = tuple(fruits_list)
    print(fruits_tuple) 
    
if __name__ == '__main__':
    main()

使用集合 (set)

Python 中的集合跟數學上的集合是一致的，不允許有重複元素，而且可以進行交集、並集、差集等運算

def main(): 
    set1 = {1, 2, 3, 3, 3, 2}   # 創建 set
    print(set1)
    print('Length =', len(set1)) # 印出 set 的長度
    set2 = set(range (1, 10))   # 創建 1~9 的 set
    print(set2)                 
    set1.add(4)                 # 加入指定數據至 set 中
    set1.add(5) 
    set2.update([11,12])        # 加入指定數據至 set 中
    print(set1)
    print(set2) 

    set2.discard(5)             # 刪除中指定數據
    if 4 in set2:                
        set2.remove(4)  # 刪除中指定數據(remove 的元素如果不存在會引發 KeyError)
    print(set2)
     
    for elem in set2:           # 索引集合中的數據
        print(elem ** 2, end = ' ')
    print()

    #將元組轉換成集合 
    set3 = set((1, 2, 3, 3, 2, 1))
    print(set3.pop())          # 刪除並取得 set 中的最後一項
    print(set3)    
    # 集合的交集、聯集、差集、對稱差運算
    print(set1 & set2)     # print(set1.intersection(set2))  
    print(set1 | set2)     # print(set1.union(set2)) 
    print(set1 - set2)     # print(set1.difference(set2)) 
    print(set1 ^ set2)     # print(set1.symmetric_difference(set2)) 
    #判斷子集和超集
    print(set2 <= set1)    # print(set2.issubset(set1)) 
    print(set3 <= set1)    # print(set3.issubset(set1)) 
    print(set1 >= set2)    # print(set1.issuperset(set2)) 
    print(set1 >= set3)    # print(set1.issuperset(set3)) 

if __name__ == '__main__' : 
    main()

使用字典 (dictionary)

字典是另一種可變容器模，類似於我們生活中使用的字典，它可以存儲任意資料型態，與列表、集合。
不同的是，字典的每個元素都是由一個鍵和一個值組成的'鍵值對'，鍵和值透過冒號分開。

def main(): 
    scores = {'Andy': 95, 'Amy': 78, 'Alan': 82}
     
    print(scores['Andy'])     # 利用鍵可以獲取字典中對應的值
    print(scores['Alan'])
    for elem in scores:       # 對字典進行索引(索引的是鍵，再利用鍵取對應的值)
        print ('%s \t--->  %d ' % (elem, scores[elem]))
    
    # 更新字典中的元素 
    scores['Alice'] = 65 
    scores['Abby'] = 71 
    scores.update(Adam = 67, Alex = 85)
    print (scores)
    if 'Albert' in scores:
        print (scores['Albert'])
    print (scores.get('Albert'))  
    # get方法也是利用鍵獲取對應的值，但是可以設置默認值
    print (scores.get('Albert', 60))

    # 刪除字典中的元素
    print (scores.popitem())        # 刪除並取得最後一項   
    print (scores.popitem())
    print (scores.pop('Andy', 100)) # 刪除並取得指定項的值
    print (scores)
    scores.clear()                  # 清空字典 
    print(scores) 

if __name__ == '__main__':
    main()

由於今天時間不太夠，所以我將這篇的練習移到明天做。