Python语法基础（U.6）-组合数据类型

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为mooc网站的北京理工大学的嵩天、黄天羽、礼欣三位老师的课程笔记。
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6 组合数据类型

6.1 集合类型及操作
6.2 序列类型及操作（元组类型、列表类型）
6.3 实例9：基本统计值计算
6.4 字典类型及操作
6.5 模块5：jieba库的使用
6.6 实例10：文本词频统计

6.1 集合类型及操作

集合类型定义；
集合操作符；
集合处理方法；
集合类型应用场景；

6.1.1 集合定义

集合是不可变数据类型，每个元素唯一，不存在相同元素，元素之间无顺序，用大括号{}表示，元素间用逗号分隔，建立集合用{}或set()，建立空集合时必须使用set()；

A = {"python", 123, ("python", 123)}：{123,‘python’,(‘python’,123)}; #使用{}建立集合
B = set("pypy123"):{‘1’,‘p’,‘2’,‘3’,‘y’}; #使用set()建立集合

6.1.2 集合操作符

并，差，交，补

操作符及应用	描述
S \| T	返回一个新集合，包括在集合S和T中的所有元素
S - T	返回一个新集合，包括在集合S但不在T中的元素
S & T	返回一个新集合，包括同时在集合S和T中的元素
S ^ T	返回一个新集合，包括集合S和T中的非相同元素
S <= T 或 S < T	返回True/False，判断S和T的子集关系
S >= T 或 S > T	返回True/False，判断S和T的包含关系

4个增强操作符及应用	描述
S \|= T	更新集合S，包括在集合S和T中的所有元素
S -= T	更新集合S，包括在集合S但不在T中的元素
S &= T	更新集合S，包括同时在集合S和T中的元素
S ^= T	更新集合S，包括集合S和T中的非相同元素

6.1.3 集合处理方法

操作函数或方法	描述
S.add(x)	如果x不在集合S中，将x增加到S
S.discard(x)	移除S中元素x，如果x不在集合S中，不报错
S.remove(x)	移除S中元素x，如果x不在集合S中，产生KeyError异常
S.clear()	移除S中所有元素
S.pop()	随机返回S的一个元素，更新S，若S为空产生KeyError异常
S.copy(x)	返回集合S的一个副本
len(S)	返回集合S的元素个数
x in S	判断S中元素x，x在集合S中，返回True，否则返回False
x not in S	判断S中元素x，x不在集合S中，返回True，否则返回False
set(x)	将其他类型变量x转变为集合类型

6.1.4 集合类型应用场景

包含关系比较；
数据去重：集合类型所有元素无重复；
ls = ["p", "p", "y", "y", 123] s = set(ls) #利用了集合无重复元素的特点 lt = list(s) #将集合转换为列表

6.2 序列类型及操作

序列类型定义；序列类型处理函数及方法；元组类型及操作；列表类型及操作；序列类型应用场景；

6.2.1 定义

序列是具有先后关系的一组元素：是一维元素向量，元素类型可不同；类似数学元素；元素间由序号引导，通过小标访问序列的特定元素；
序列是一个基类类型：里面有字符串类型，元组类型，列表类型；
反向递减，正向递增；

6.2.2 处理函数及方法

操作符及应用	描述
x in S	如果x是序列S的元素，返回True，否则返回False
x not in S	如果x不是S中，返回True，否则返回False
s + t	连接两个序列s和t
sn 或 ns	将序列s复制n次
s[i]	索引，返回s中的第i个元素，i是序列的序号
s[i:j]或s[i:j:k]	切片，返回序列s中第i到j以k为步长的元素子序列

5个函数和方法

函数和方法	描述
len(s)	返回序列s的长度
min(s)	返回序列s的最小元素，s中元素需要可比较
max(s)	返回序列s的最大元素，s中元素需要可比较
s.index(x)或s.index(x,i,j)	返回序列s从i开始到j位置中第一次出现元素x的位置

6.2.3 元组类型及操作

元组是序列类型的一种扩展：一旦创建就不能被修改；使用小括号()或tuple()创建，元素间用逗号分隔；可使用小括号或不使用小括号；
元组继承序列类型的全部通用操作：没有特殊操作；

6.2.4 列表类型及操作

列表是序列类型，创建后可随意修改；使用[]或list()创建，元素间用逗号分隔；

操作函数和方法

函数或方法	描述
ls[i] = x	替换列表ls第i元素为x
ls[i:j:k] = lt	用列表lt替换ls切片后所对应元素子列表
del ls[i]	删除列表ls中第i元素
del ls[i:j:k]	删除列表ls中第i到第j以k为步长的元素
ls += lt	更新列表ls，将列表lt元素增加到列表ls中
ls *= n	更新列表ls，其元素重复n次
----------------	--------------------------------------------
ls.append(x)	在列表ls最后增加一个元素x
ls.clear()	删除列表ls中所有元素
ls.copy()	生成一个新列表，赋值ls中所有元素
ls.insert(i,x)	在列表ls的第i位置增加元素x
ls.pop(i)	将列表ls中第i位置元素取出并删除该元素
ls.remove(x)	将列表ls中出现的第一个元素删除
ls.reverse()	将列表ls中的元素反转

6.2.5 应用场景

数据表示：元组用于元素不改变的应用场景，更多用于固定搭配场景；列表更加灵活，最常用的序列类型；表示一组有序数据；
元素遍历：for item in ls:;for item in tp:;
数据保护：不希望数据被程序所改变，转换成元组类型（tuple()）；

# 6.1.3.py
A = {"python", 123, ("python", 123)}
try:
    while True:
        print(A.pop(),end="")
except:
    pass

123python('python', 123)

6.3 基本数据统计值计算

需求：给出一组数，对它们有个概要理解；

总个数：len()
求和：for ... in
平均值：求和/总个数
方差：各数据与平均数差的平方的和的平均数
中位数：排序，求中间值

# 6.3CalStatisticsV1.py
def getNum():      #获取用户输入
    nums = []
    iNumStr = input("请输入数字（回车退出）：")
    while iNumStr != "":
        nums.append(eval(iNumStr))
        iNumStr = input("请输入数字（回车退出）：")
    return nums
def mean(numbers):    #计算平均值
    s = 0.0
    for num in numbers:
        s = s + num
    return s/len(numbers)
def dev(numbers, mean):  #计算方差
    sdev = 0.0
    for num in numbers:
        sdev = sdev + (num - mean)**2
    return pow(sdev / (len(numbers)-1),0.5)
def median(numbers):    #计算中位数
    sorted(numbers)     #排序
    size = len(numbers)
    if size % 2 == 0:
        med = (numbers[size//2-1] + numbers[size//2])/2
    else:
        med = numbers[size//2]
    return med
n = getNum()
m = mean(n)
print("平均值:{},方差:{:.2},中位数:{}".format(m,dev(n,m),median(n)))

请输入数字（回车退出）：1
请输入数字（回车退出）：2
请输入数字（回车退出）：3
请输入数字（回车退出）：4
请输入数字（回车退出）：5
请输入数字（回车退出）：
平均值:3.0,方差:1.6,中位数:3

6.4 字典类型及操作

字典类型定义，字典处理函数及方法，字典类型应用场景

6.4.1 定义

字典类型是“映射”的体现：键值对，键是数据索引的扩展；字典是键值对的集合，键值对之间无序；采用大括号{}和dict()创建，键值对用冒号:表示；type(x)：返回变量x的类型；

6.4.2 处理函数及方法

函数或方法	描述
del d[k]	删除字典d中键k对应的数据值
k in d	判断键k是否在字典d中，如果在返回True，否则False
d.keys()	返回字典d中所有的键信息
d.values()	返回字典d中所有的值信息
d.get(k,)	键k存在，则返回相应值，不在则返回值
d.pop(k,)	键k存在，则取出相应值，不在则返回值
d.popitem()	随机从字典d中取出一个键值对，以元组形式返回
d.clear()	删除所有的键值对
len(d)	返回字典d中元素的个数

6.4.3 应用场景

映射的表达；表达键值对数据，进而操作它们；

6.5 jieba库介绍

6.5.1 概述

中文分词第三方库；

6.5.2 jieba分词的三种模式

精确模式：把文本精确的切分开，不存在冗余单词；全模式：把文本中所有可能的词语都扫描出来，有冗余；搜索引擎模式：在精确模式基础上，对长词再次切分；
常用函数

函数	描述	举例
jieba.lcut(s)	精确模式，返回一个列表类型的分词结果	jieba.lcut(“中国是一个伟大的国家”)：[‘中国’,‘是’,‘一个’,‘伟大’,‘的’,‘国家’]
jieba.lcut(s,cut_all=True)	全模式，返回一个列表类型的分词结果，存在冗余	jieba.lcut(“中国是一个伟大的国家”,cut_all=True)：[‘中国’,‘国是’,‘一个’,‘伟大’,‘的’,‘国家’]
jieba.lcut_for_search(s)	搜索引擎模式，返回一个列表类型的分词结果，存在冗余	jieba.lcut_for_search(“中华人民共和国是伟大的”)：[‘中华’,‘华人’,‘人民’,‘共和’,‘共和国’,‘中华人民共和国’,‘是’,‘伟大’,‘的’]
jieba.add_word(w)	向分词词典增加新词w	jieba.add_word(“蟒蛇语言”)

6.6 实例10：文本词频统计

6.6.1 问题分析

在英文中文中，出现哪些词，出现多少次？

6.6.2 hamlet英文词频统计

CalHamletV1.py

6.6.3 三国演义人物出场统计

CalThreeKingdomsV1.py
CalThreeKingdomsV2.py

# CalHamletV1.py
def getText():     #获取文本，归一化处理文本
    txt = open("E:\python\learn\hamlet.txt","r").read()   #打开文件
    txt = txt.lower()     #将所有大写字母变成小写
    for ch in '!"#$%&()*+,-./:;<=>?@[\\]^_{|}~"':   #将文本中特殊符号替换为空格
        txt = txt.replace(ch," ")
    return txt
hamletTxt = getText()
words = hamletTxt.split()    #采用空格将字符串中的信息进行分隔，以列表形式返回给变量
counts = {}
for word in words:
    counts[word] = counts.get(word,0) + 1   #统计字数
items = list(counts.items())    #将字典类型转换成列表类型
items.sort(key=lambda x:x[1], reverse=True)    #对一个列表按照键值对的2个元素的第2个元素进行排序，排序方式为由大到小的倒排
for i in range(10):    #将前10位字数打印输出
    word, count = items[i]
    print("{0:<10}{1:>5}".format(word,count))

the         137
to           99
he           71
and          65
hamlet       57
of           52
his          52
was          49
that         36
king         31

#CalThreeKingdomsV1.py   三国演义人物出场文本统计
import jieba
txt = open("E:/python/learn/threekingdoms.txt","r",encoding="utf-8").read()
words = jieba.lcut(txt)
counts = {}
for word in words:
    if len(word) == 1:
        continue
    else:
        counts[word] = counts.get(word,0) + 1
items = list(counts.items())
items.sort(key=lambda x:x[1],reverse=True)
for i in range(15):
    word, count = items[i]
    print("{0:<10}{1:>5}".format(word, count))

曹操          934
孔明          831
将军          761
却说          647
玄德          569
关公          509
丞相          488
二人          465
不可          435
荆州          420
孔明曰         385
玄德曰         383
不能          383
如此          376
张飞          348

#CalThreeKingdomsV2.py   三国演义人物出场文本统计
import jieba
txt = open("E:/python/learn/threekingdoms.txt","r",encoding="utf-8").read()
excludes = {"将军","却说","荆州","二人","不可","不能","如此"}   #构建排除集合
words = jieba.lcut(txt)
counts = {}
for word in words:
    if len(word) == 1:
        continue
    elif word =="诸葛亮" or word =="孔明曰":
        rword = "孔明"
    elif word =="关公" or word =="云长":
        rword = "关羽"
    elif word =="玄德" or word =="玄德曰":
        rword = "刘备"
    elif word =="孟德" or word =="丞相":
        rword = "曹操"
    else:
        rword = word
    counts[rword] = counts.get(rword,0) + 1
for word in excludes:
    del counts[word]
items = list(counts.items())
items.sort(key=lambda x:x[1],reverse=True)
for i in range(15):
    word, count = items[i]
    print("{0:<10}{1:>5}".format(word, count))

曹操         1429
孔明         1373
刘备         1223
关羽          779
张飞          348
商议          344
如何          336
主公          327
军士          310
吕布          300
左右          291
军马          288
次日          270
引兵          269
大喜          265

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