python数据分析——Python语言基础（数据结构基础)

Python语言基础——数据结构基础

前言

数据结构是计算机科学中一种基本概念，其目的是确定数据元素之间的关系，实现数据的组织、存储和管理。了解和掌握常见的数据结构可以让我们更好地处理和管理数据

数据结构基础

数据结构就是用来存放数据的容器。数据应该按着某种规则放进这个容器，并且按照某种规则从容器中取出数据。

列表

顺序结构——列表 列表是顺序结构中的一种，而且列表中的每个元素最多只有一个前驱和一个后驱。列表的语法如下： [ 元素1，元素2，……，元素N]

列表中的方括号和逗号都是半角符号，如果用了全角符号，python的解释器会报错

列表中的元素可以是相同的类型，也可以是不同的类型。

当往列表中放入数据的时候，python用”索引“来标记要放入的位置。可以这样理解索引，就是给每一个存放数据的位置写了一个数字，而且是从0开始。 例如要把”苹果“放入列表list的0号位置，在python里这样表示：

同样，从列表中取出元素的时候也适用索引。

如果要连续获取几个元素，需要使用如下的切片运算符：

连续获取多个元素 list[1:3] 切片运算符 : 切片运算符，运算的时候如下的list[1:3] 是不包括最后的元素的 也就是 list[1] 和 list[2] 不包括list [3]

字典

映射结构——字典 映射结构就是把一个值映射到另一个值的结构。 python中的字典就是一个映射结构，与手机通讯录很相似。我们查通讯录的时候是按姓名来查找的，即通过名字找到这个人的手机号码，姓名与手机号码是一一对应的。值得注意的是，python字典是一个特殊的通信录，因为它不允许里面有两个人的名字是相同的。 python的字典由”键“和”值“构成，其中”键“表示查找的依据，而”值“表示查找的结果。 python字典的语法为： {key1:value1,key2:value2……}

元组

元组和列表相似，列表的大部分方法在元组上也可以使用，只是元组是不可以修改的。创建列表的语法是使用方括号，而创建元组的语法是使用圆括号。

元组 大体上和列表差不多 但是元组是不可以修改的

字符串

字符串是一类特殊的字符集合，由单个或者多个字符组合而成，其长度可以由python的len方法获取。 在字符串里，通常使用索引来识别字符所在位置。第一个字符的索引值为0，最后一个字符的索引值为-1.

算术运算符

//求整除数，计算两个整数相除的整数值 如 5/2 = 2

比较运算符

逻辑运算符

python常用控制结构

if、else、elif条件语句

if语句的作用是，如果满足设置的条件，则执行后续的代码块。

在判断语句中，空列表、空元组、空字典、数字0、空字符串（“”）都会在判断条件中被自动转换为布尔值False

为了更加直观地表达条件语句，可以为if语句增加一个配套的else子句，其含义是当if语句后的判断条件成立时，执行if后的代码块，当判断条件不成立时，执行else语句后的代码块。

当有多个条件需要判断的时候，可以使用python中的elif语句。elif是else if的缩写

for循环语句

在python中经常需要遍历列表和字典中的元素。例如，查看哪些元素是偶数，检查电话号码是否格式正确等。这时需要用到一个名为for循环的控制结构。

while循环语句

在python中，当在满足某个条件的前提下，循环执行某个代码块时就需要用到while循环语句。while循环语句的语法与if语句是类似的。当判断条件的结果为True时，才会执行后续的代码块。

range（）函数

python中可以利用range（N）函数实现重复执行某个操作N次。若只给range（）函数传入一个参数，range（）函数将生成0到N的数字序列

跳出循环

一般来说，循环会不断执行代码块，直到某个条件满足为止。但是有时希望中断循环或者跳出某一次循环，这就需要使用break或者continue语句 break语句可以直接跳出循环，结束循环。continue语句可以实现结束当前循环，直接进入下一次循环的功能。

a = 10
while (a > 5):
    a = a - 1
    if(a % 2 == 0):
        continue
    print(a)

函数和类

函数

对于一个需要多次使用某个方法的程序，如果在程序中重复编写这个方法，将会导致程序可读性不高。在这种情况下，可以引入函数进行python编程。函数是在一个程序中可以重复使用的代码块，并且这组代码块可以实现一个独立的功能。在定义好函数后，该函数就可以在程序中任意需要的位置被调用。 函数一般由函数名、参数、函数体、返回值组成，其中函数名和函数体是必须的。 函数可以没有参数，也可以有一个或多个参数。

类

类是面向对象的一个核心要素。在编译的过程中，对于有相同属性和方法的对象，为了避免重复定义，可以将这些对象归纳为一个类。类的基本结构

#编写水果类
class Fruit():
    def __init__(self,name,color):
        self.name = name
        self.color = color
    def pickup(self,season):
        print("{}在{}季节收获".format(self.name,season))
Apple = Fruit("apple","red")
Apple.pickup("秋天")

模块和包

模块是一个相对笼统的概念，可以将其看成包含变量或一组方法的python文件对象，或者多个python文件对象组成的目录。有了模块，一个python文件中的方法或者变量就可以被外部访问使用，而不仅仅局限于文件内部使用。因为有了模块，python对象的抽象和复用更为通用，而不同于模块放在一起就构成了一个package包。python如此流行，就是因为在python社区中有各种各样的包可以下载并直接使用，这些包可以用于完成数据处理、网络爬虫、网站建设、嵌入式编程、多媒体处理、人工智能等多种任务。 调用本地模块和包的基本格式为：

下面介绍一个使用random模块产生一组随机数，并存入列表的例子来展示模块的使用方法

总结

Python数据结构基础对于程序员来说非常重要，熟练掌握它们的用法可以提高开发效率、代码可读性和程序性能，是必须要掌握的基础知识。