第3课：数据结构

课程目标

• 掌握Python的基本数据结构：列表、元组、字典、集合
• 学习字符串的高级操作方法
• 理解不同数据结构的特点和适用场景

1. 列表（List）

1.1 列表的创建和基本操作

# 创建列表
fruits = ["苹果", "香蕉", "橙子"]
numbers = [1, 2, 3, 4, 5]# 列表索引（从0开始）
print(fruits[0])      # 苹果
print(fruits[-1])     # 橙子（最后一个元素）# 列表切片
print(fruits[1:3])    # ['香蕉', '橙子']
print(fruits[:2])     # ['苹果', '香蕉']

1.2 列表的常用方法

fruits = ["苹果", "香蕉", "橙子"]# 添加元素
fruits.append("葡萄")           # 在末尾添加
fruits.insert(1, "梨子")       # 在指定位置插入# 删除元素
removed = fruits.pop()          # 删除并返回最后一个元素
fruits.remove("香蕉")           # 删除指定元素# 排序
fruits.sort()                   # 升序排序
fruits.reverse()                # 反转列表

2. 元组（Tuple）

2.1 元组的特点和创建

# 元组是不可变的列表
coordinates = (10, 20)
person = ("张三", 25, "北京")# 元组解包
x, y = coordinates
name, age, city = person
print(f"{name}今年{age}岁，住在{city}")

3. 字典（Dictionary）

3.1 字典的创建和基本操作

# 创建字典
student = {"name": "张三","age": 20,"grades": [85, 90, 88]
}# 访问元素
print(student["name"])           # 张三
print(student.get("age"))        # 20# 添加和修改元素
student["phone"] = "13800138000"
student["age"] = 21

4. 集合（Set）

4.1 集合的特点和创建

# 集合是无序、不重复的元素集合
fruits_set = {"苹果", "香蕉", "橙子", "苹果"}
numbers_set = {1, 2, 3, 4, 5}# 集合运算
set1 = {1, 2, 3, 4, 5}
set2 = {4, 5, 6, 7, 8}union = set1 | set2              # 并集
intersection = set1 & set2       # 交集
difference = set1 - set2         # 差集

5. 字符串的高级操作

5.1 字符串方法

text = "  Hello, World!  "# 大小写转换
print(text.upper())      # "  HELLO, WORLD!  "
print(text.lower())      # "  hello, world!  "# 去除空白
print(text.strip())      # "Hello, World!"# 查找和替换
print(text.find("World"))        # 8
print(text.replace("World", "Python"))

6. 练习项目

项目：学生成绩管理系统

print("=== 学生成绩管理系统 ===")students = {}while True:print("\n请选择操作：")print("1. 添加学生")print("2. 录入成绩")print("3. 查询成绩")print("4. 退出")choice = input("请输入选择（1-4）：")if choice == "1":student_id = input("请输入学号：")name = input("请输入姓名：")age = int(input("请输入年龄："))students[student_id] = {"name": name,"age": age,"grades": {}}print("学生添加成功！")elif choice == "2":student_id = input("请输入学号：")if student_id in students:subject = input("请输入科目：")score = float(input("请输入成绩："))students[student_id]["grades"][subject] = scoreprint("成绩录入成功！")else:print("学号不存在！")elif choice == "3":student_id = input("请输入学号：")if student_id in students:student = students[student_id]print(f"\n学生信息：{student['name']}，年龄：{student['age']}")if student['grades']:print("成绩：")for subject, score in student['grades'].items():print(f"  {subject}: {score}")else:print("暂无成绩记录")else:print("学号不存在！")elif choice == "4":print("感谢使用！")breakelse:print("无效选择，请重新输入！")

7. 总结

本节课我们学习了：

• 列表的创建、操作和常用方法
• 元组的特点和不可变性
• 字典的键值对结构和操作
• 集合的无序性和去重特性
• 字符串的高级操作方法

8. 下节课预告

下节课我们将学习：

• 函数的定义和调用
• 参数传递和返回值
• 作用域和命名空间