030 可变字符串_io.StringIO

在Python中，字符串属于不可变对象，不支持原地修改，如果需要修改其中的值，智 能创建新的字符串对象。但是，经常我们确实需要原地修改字符串，可以使用 io.StringIO 对象或array 模块。

>>> import io
>>> s = "hello, sxt"
>>> sio = io.StringIO(s)
>>> sio
<_io.StringIO object at 0x02F462B0>
>>> sio.getvalue()
'hello, sxt'
>>> sio.seek(7)
7
>>> sio.write("g")
1
>>> sio.getvalue()
'hello, gxt'

031 运算符总结_位操作符_优先级问题

基本运算符

1. 比较运算符可以连用，并且含义和我们日常使用完全一致。

>>> a = 4
>>> 3<a<10 #关系运算符可以连用
True 

1. 位操作

>>> a = 0b11001
>>> b = 0b01000
>>> c = a|b
>>> bin(c) #bin()可以将数字转成二进制表示
'0b11001'
>>> bin(c&b)
'0b1000'
>>> bin(c^b)
'0b10001'
>>> a = 3
>>> a<<2 #左移1 位相当于乘以2.左移 2位，相当于乘以4
12
>>> a = 8
>>> a>>1 #右移 1位相当于除以 2. 

1. 加法操作
   (1) 数字相加 3+2 →\to→ 5
   (2) 字符串拼接 “3”+“2” →\to→ “32”
   (3) 列表、元组等合并 [10,20,30]+[5,10,100] →\to→[10,20,30,5,10,100]
2. 乘法操作
   (1) 数字相乘 3*2 →\to→ 6
   (2) 字符串复制 “sxt”*3 →\to→ ”sxtsxtsxt”
   (3) 列表、元组等复制 [10,20,30]*3 →\to→ [10,20,30,10,20,30,10,20,30]

复合赋值运算符

复合赋值可以让程序更加精炼，提高效率。

注：与C 和JAVA不一样，Python不支持自增(++)和自减(- -)

运算符优先级问题

如下优先级，从高到低。

实际使用中，记住如下简单的规则即可，复杂的表达式一定要使用小括号组织。

1. 乘除优先加减
2. 位运算和算术运算>比较运算符>赋值运算符>逻辑运算符

032 （第3章 序列）列表_特点_内存分析

1. 序列
   序列是一种数据存储方式，用来存储一系列的数据。在内存中，序列就是一块用来存放 多个值的连续的内存空间。比如一个整数序列[10,20,30,40]，可以这样示意表示：
   
   由于 Python3 中一切皆对象，在内存中实际是按照如下方式存储的： a = [10,20,30,40]
   
   从图示中，我们可以看出序列中存储的是整数对象的地址，而不是整数对象的值。python 中常用的序列结构有： 字符串、列表、元组、字典、集合
2. 列表简介
   列表：用于存储任意数目、任意类型的数据集合。
   列表是内置可变序列，是包含多个元素的有序连续的内存空间。列表定义的标准语法格式： a = [10,20,30,40]
   其中，10,20,30,40 这些称为：列表a的元素。
   列表中的元素可以各不相同，可以是任意类型。比如： a = [10,20,‘abc’,True]
   列表对象的常用方法汇总如下：
   
   Python的列表大小可变，根据需要随时增加或缩小。
   字符串和列表都是序列类型，一个字符串是一个字符序列，一个列表是任何元素的序列。前面学习的很多字符串的方法，在列表中也有类似的用法，几乎一模一样。

033 创建列表的4种方式_推导式创建列表

1. 列表的创建
   (1) 基本语法[]创建

>>> a = [10,20,'gaoqi','sxt']
>>> a = [] #创建一个空的列表对象

(2) list()创建
使用 list()可以将任何可迭代的数据转化成列表。

>>> a = list() #创建一个空的列表对象
>>> a = list(range(10))
>>> a
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
>>> a = list("gaoqi,sxt")
>>> a
['g', 'a', 'o', 'q', 'i', ',', 's', 'x', 't']

(3) range()创建整数列表
range()可以帮助我们非常方便的创建整数列表，这在开发中及其有用。语法格式为： range([start,] end [,step])
start 参数：可选，表示起始数字。默认是 0
end参数：必选，表示结尾数字。
step参数：可选，表示步长，默认为1
python3 中 range()返回的是一个range 对象，而不是列表。我们需要通过list()方法将其转换成列表对象。
典型示例如下：

>>> list(range(3,15,2))
[3, 5, 7, 9, 11, 13]
>>> list(range(15,3,-1))
[15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4]
>>> list(range(3,-10,-1))
[3, 2, 1, 0, -1, -2, -3, -4, -5, -6, -7, -8, -9]

(4) 推导式生成列表(简介一下，重点在for循环后讲)
使用列表推导式可以非常方便的创建列表，在开发中经常使用。但是，由于涉及到for 循环和 if 语句。在此，仅做基本介绍。在控制语句后面，会详细讲解更多列表推导式的细节。

>>> a = [x*2 for x in range(5)] #循环创建多个元素
>>> a
[0, 2, 4, 6, 8]
>>> a = [x*2 for x in range(100) if x%9==0] #通过 if 过滤元素
>>> a
[0, 18, 36, 54, 72, 90, 108, 126, 144, 162, 180, 198]

034 列表_元素的5种添加方式_效率问题

列表元素的增加

当列表增加和删除元素时，列表会自动进行内存管理，大大减少了程序员的负担。但这个特点涉及列表元素的大量移动，效率较低。除非必要，我们一般只在列表的尾部添加元素或删除元素，这会大大提高列表的操作效率。

1. append()方法
   原地修改列表对象，是真正的列表尾部添加新的元素，速度最快，推荐使用。

>>> a = [20,40]
>>> a.append(80)
>>> a
[20, 40, 80]

1. +运算符操作
   并不是真正的尾部添加元素，而是创建新的列表对象；将原列表的元素和新列表的元素依次复制到新的列表对象中。这样，会涉及大量的复制操作，对于操作大量元素不建议使用。

>>> a = [20,40]
>>> id(a)
46016072
>>> a = a+[50]
>>> id(a) 46015432

通过如上测试，我们发现变量a 的地址发生了变化。也就是创建了新的列表对象。

1. extend()方法
   将目标列表的所有元素添加到本列表的尾部，属于原地操作，不创建新的列表对象。

>>> a = [20,40]
>>> id(a)
46016072
>>> a.extend([50,60])
>>> id(a) 46016072

1. insert()插入元素
   使用insert()方法可以将指定的元素插入到列表对象的任意制定位置。这样会让插入位置后面所有的元素进行移动，会影响处理速度。涉及大量元素时，尽量避免使用。类似发生这种移动的函数还有：remove()、pop()、del()，它们在删除非尾部元素时也会发生操作位置后面元素的移动。

>>> a = [10,20,30]
>>> a.insert(2,100)
>>> a
[10, 20, 100, 30]

1. 乘法扩展
   使用乘法扩展列表，生成一个新列表，新列表元素时原列表元素的多次重复。

>>> a = ['sxt',100]
>>> b = a*3
>>> a
['sxt', 100]
>>> b
['sxt', 100, 'sxt', 100, 'sxt', 100]

适用于乘法操作的，还有：字符串、元组。例如：

>>> c = 'sxt'
>>> d = c*3
>>> c 'sxt'
>>> d 'sxtsxtsxt'

035 列表_元素删除的三种方式_删除本质是数组元素拷贝

列表元素的删除

1. del删除
   删除列表指定位置的元素。

>>> a = [100,200,888,300,400]
>>> del a[1]
>>> a
[100,200,300,400]

1. pop()方法
   pop()删除并返回指定位置元素，如果未指定位置则默认操作列表最后一个元素。

>>> a = [10,20,30,40,50]
>>> a.pop()
50
>>> a [10, 20, 30, 40]
>>> a.pop(1)
20
>>> a
[10, 30, 40]

1. remove()方法
   删除首次出现的指定元素，若不存在该元素抛出异常。

>>> a = [10,20,30,40,50,20,30,20,30]
>>> a.remove(20)
>>> a
[10, 30, 40, 50, 20, 30, 20, 30]
>>> a.remove(100)
Traceback (most recent call last): File "<pyshell#208>", line 1, in <module> a.remove(100)
ValueError: list.remove(x): x not in list

1. 删除本质是数组元素拷贝
   

036 列表_元素的访问_元素出现次数统计_成员资格判断

1. 通过索引直接访问元素
   我们可以通过索引直接访问元素。索引的区间在[0, 列表长度-1]这个范围。超过这个范围则会抛出异常。

>>> a = [10,20,30,40,50,20,30,20,30]
>>> a[2]
30
>>> a[10]
Traceback (most recent call last): File "<pyshell#211>", line 1, in <module> a[10]
IndexError: list index out of range

1. index()获得指定元素在列表中首次出现的索引
   index()可以获取指定元素首次出现的索引位置。语法是： index(value,[start,[end]])。其中， start 和end指定了搜索的范围。

>>> a = [10,20,30,40,50,20,30,20,30]
>>> a.index(20)
1
>>> a.index(20,3)
5
>>> a.index(20,3) #从索引位置 3开始往后搜索的第一个 20
5
>>> a.index(30,5,7) #从索引位置5 到7这个区间，第一次出现 30元素的位置
6

1. count()获得指定元素在列表中出现的次数
   count()可以返回指定元素在列表中出现的次数。

>>> a = [10,20,30,40,50,20,30,20,30]
>>> a.count(20)
3

1. len()返回列表长度
   len()返回列表长度，即列表中包含元素的个数。

>>> a = [10,20,30]
>>> len(a)
3

1. 成员资格判断
   判断列表中是否存在指定的元素，我们可以使用 count()方法，返回0则表示不存在，返回大于 0 则表示存在。但是，一般我们会使用更加简洁的 in 关键字来判断，直接返回 True 或False。

>>> a = [10,20,30,40,50,20,30,20,30]
>>> 20 in a
True
>>> 100 not in a
True
>>> 30 not in a
>False

037 列表_切片slice操作

1. 切片操作
   切片是Python序列及其重要的操作，适用于列表、元组、字符串等等。
   切片 slice 操作可以让我们快速提取子列表或修改。标准格式为： [起始偏移量start:终止偏移量end[:步长 step]]
   注：当步长省略时顺便可以省略第二个冒号
   典型操作(三个量为正数的情况)如下：
   
   其他操作（三个量为负数）的情况：
   
   切片操作时，起始偏移量和终止偏移量不在[0,字符串长度-1]这个范围，也不会报错。起始偏移量小于0则会当做 0，终止偏移量大于“长度-1”会被当成”长度-1”。例如：

>>> [10,20,30,40][1:30]
[20, 30, 40] 

我们发现正常输出了结果，没有报错。
2. 列表的遍历

for obj in listObj: print(obj)

038 列表_排序_revered逆序_max_min_sum

1. 修改原列表，不建新列表的排序

>>> a = [20,10,30,40]
>>> id(a)
46017416
>>> a.sort() #默认是升序排列
>>> a
[10, 20, 30, 40]
>>> a = [10,20,30,40]
>>> a.sort(reverse=True) #降序排列
>>> a
[40, 30, 20, 10]
>>> import random
>>> random.shuffle(a) #打乱顺序
>>> a
[20, 40, 30, 10]

1. 建新列表的排序
   我们也可以通过内置函数sorted()进行排序，这个方法返回新列表，不对原列表做修改。通过下面操作，我们可以看出，生成的列表对象b和c都是完全新的列表对象。

>>> a = [20,10,30,40]
>>> id(a)
46016008
>>> a = sorted(a) #默认升序
>>> a
[10, 20, 30, 40]
>>> id(a)
45907848
>>> a = [20,10,30,40]
>>> id(a)
45840584
>>> b = sorted(a)
>>> b
[10, 20, 30, 40]
>>> id(a)
45840584
>>> id(b)
46016072
>>> c = sorted(a,reverse=True) #降序
>>> c
[40, 30, 20, 10]

1. reversed()返回迭代器
   内置函数reversed()也支持进行逆序排列，与列表对象 reverse()方法不同的是，内置函数 reversed()不对原列表做任何修改，只是返回一个逆序排列的迭代器对象。
   我们打印输出c发现提示是：list_reverseiterator。也就是一个迭代对象。同时，我们使用 list（c）进行输出，发现只能使用一次。第一次输出了元素，第二次为空。那是因为迭代对象在第一次时已经遍历结束了，第二次不能再使用。
   注：关于迭代对象的使用，后续章节会进行详细讲解。

>>> a = [20,10,30,40]
>>> c = reversed(a)
>>> c
<list_reverseiterator object at 0x0000000002BCCEB8>
>>> list(c)
[40, 30, 10, 20]
>>> list(c)
[]

1. 列表相关的其他内置函数汇总
   (1) max和min
   用于返回列表中最大和最小值。
   
   (2) sum
   对数值型列表的所有元素进行求和操作，对非数值型列表运算则会报错。
   

039 列表_二维列表_表格数据的存储和读取

1. 二维列表
   一维列表可以帮助我们存储一维、线性的数据。
   二维列表可以帮助我们存储二维、表格的数据。例如下表的数据：
   源码：
   
   内存结构图
   
   嵌套循环打印二维列表所有的数据：
   
   运行结果：
   

040 元组_特点_创建的两种方式_tuple()要点

1. 元组tuple
   列表属于可变序列，可以任意修改列表中的元素。元组属于不可变序列，不能修改元组中的 元素。因此，元组没有增加元素、修改元素、删除元素相关的方法。
   因此，我们只需要学习元组的创建和删除，元组中元素的访问和计数即可。元组支持如下操作：
   (1) 索引访问
   (2) 切片操作
   (3) 连接操作
   (4) 成员关系操作
   (5) 比较运算操作
   (6) 计数：元组长度len()、最大值 max()、最小值 min()、求和sum()等。
2. 元组的创建
   (1) 通过()创建元组。小括号可以省略。
   a = (10,20,30) 或者 a = 10,20,30
   如果元组只有一个元素，则必须后面加逗号。这是因为解释器会把(1)解释为整数 1， (1,) 解释为元组。
   
   (2) 通过tuple()创建元组
   tuple(可迭代的对象)
   例如：
   b = tuple() #创建一个空元组对象
   b = tuple(“abc”)
   b = tuple(range(3))
   b = tuple([2,3,4])
   总结：
   tuple()可以接收列表、字符串、其他序列类型、迭代器等生成元组。
   list()可以接收元组、字符串、其他序列类型、迭代器等生成列表。

041 元组_元素访问_计数方法_切片操作_成员资格判断_zip()

1. 元组的元素访问和计数
   (1) 元组的元素不能修改
   
   (2) 元组的元素访问和列表一样，只不过返回的仍然是元组对象。
   
   (3) 列表关于排序的方法list.sorted()是修改原列表对象，元组没有该方法。如果要对元组排 序，只能使用内置函数 sorted(tupleObj)，并生成新的列表对象。
   
2. zip
   zip(列表 1，列表2，…)将多个列表对应位置的元素组合成为元组，并返回这个 zip对象。
   

042 元组_生成器推导式创建元组_总结

1. 生成器推导式创建元组
   从形式上看，生成器推导式与列表推导式类似，只是生成器推导式使用小括号。列表推导式直接生成列表对象，生成器推导式生成的不是列表也不是元组，而是一个生成器对象。
   我们可以通过生成器对象，转化成列表或者元组。也可以使用生成器对象的__next__() 方法进行遍历，或者直接作为迭代器对象来使用。不管什么方式使用，元素访问结束后，如果需要重新访问其中的元素，必须重新创建该生成器对象。
   
2. 元组总结
   (1) 元组的核心特点是：不可变序列。
   (2) 元组的访问和处理速度比列表快。
   (3) 与整数和字符串一样，元组可以作为字典的键，列表则永远不能作为字典的键使用。

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